Sự khác biệt giữa hợp kim và composite

Cả hợp kim và vật liệu tổng hợp đều có ít nhất hai hỗn hợp thành phần. Mặc dù vậy, cũng có nhiều hơn một vài khác biệt giữa chúng khiến chúng phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Hợp kim là sự kết hợp của hai hoặc nhiều thành phần, một trong số đó phải là kim loại. Mục đích của việc đặt hai (hoặc nhiều) thành phần này lại với nhau là tạo ra một hỗn hợp sẽ có chất lượng khác nhau (tốt hơn) đáng kể so với các thành phần biệt lập. Tuy nhiên, các công nghệ hiện tại thường có các yêu cầu không thể đáp ứng bằng các hợp kim thông thường. Nhiều ngành công nghiệp ngày nay cần các vật liệu được đặc trưng với các tính chất cơ học tốt hơn như mật độ thấp, cường độ cao, khả năng chống mài mòn và ăn mòn. Sự kết hợp các tính chất này có thể được nhận ra bằng vật liệu composite.

Tương tự, tương tự, là sự kết hợp của hai hoặc nhiều thành phần, nhưng kim loại không nhất thiết phải có trong sự hình thành của chúng. Các thành phần này (đa dạng cả về vật lý và hóa học) được kết hợp với nhau để tạo ra một chế phẩm mạnh hơn các nguyên tố ban đầu. Bên cạnh các vật liệu tổng hợp (nhân tạo), còn có các vật liệu tổng hợp tự nhiên (ví dụ: gỗ, xương và răng).

Hợp kim là gì?

Kim loại và hợp kim là những vật liệu được đặc trưng bởi một số tính năng cụ thể, do đó chúng đã trở thành nền tảng của công nghệ hiện đại. Kim loại bao gồm các nguyên tố hóa học tinh khiết với một lượng nhỏ bổ sung nguyên tố khác. Chúng được miêu tả bởi độ bóng kim loại đặc trưng, tăng độ dẫn điện và nhiệt, tính chất cơ học tốt, khả năng chống lại ảnh hưởng điện hóa và nhiệt độ cao, tính nhạy cảm của quá trình xử lý (xử lý) trong các điều kiện lạnh và nóng, v.v. Tất cả các đặc điểm được liệt kê được quy định bởi các tính chất của cấu trúc bên trong của các nguyên tử và mối liên kết của chúng. Mật độ kim loại nằm trong khoảng 0,59 g / cm³ (lithium) và 22,4 g / cm³ (osmium). Kim loại có điểm nhiệt độ nóng chảy cao nhất là vonfram (3400⁰C), trong khi thủy ngân ở mức thấp nhất (- 39⁰C).

Hợp kim là vật liệu phức tạp bao gồm một nguyên tố cơ bản và kim loại hoặc phi kim loại. Các thành phần hợp kim được gọi là thành phần hợp kim, số lượng và đặc tính của chúng quyết định độ phức tạp của hợp kim và đặc tính của nó. Một kim loại (ít nhất là một) đi vào thành phần của hợp kim (ví dụ: đồng: hợp kim đồng và thiếc, thép: sắt và hợp kim carbon, v.v.). Hợp kim thu được các đặc tính hoàn toàn mới, khác với các thành phần của chúng: tính chất cơ học thuận lợi hơn, tăng khả năng chống ăn mòn, thay đổi màu sắc, khả năng xử lý được cải thiện, v.v. Hầu hết các hợp kim thu được bằng cách nấu chảy các thành phần, nhưng có các phương pháp khác như tốt - đó là trường hợp hợp kim gốm-kim loại được chế tạo bằng cách thiêu kết.

Trong thực tế công nghiệp, kim loại nguyên chất thường được thay thế bằng hợp kim. Lý do rất nhiều: kim loại tinh khiết về mặt kỹ thuật rất khó thu được ở trạng thái tinh khiết, chúng đắt tiền, thường có khả năng giảm xóc và mức độ bền thấp, tính chất vật lý và hóa học không thuận lợi, thường khó xử lý bằng các phương pháp xử lý tiêu chuẩn và nhiều hơn nữa.

Hợp chất là gì?

Vật liệu tổng hợp được hình thành từ vật liệu tổng hợp, ví dụ: bằng cách đúc, ép hoặc đùn. Vật liệu tổng hợp là một loại vật liệu bao gồm sự kết hợp của hai hoặc nhiều vật liệu đơn giản (nguyên khối) và trong đó các thành phần riêng lẻ giữ được bản sắc riêng biệt của chúng. Vật liệu tổng hợp có các thuộc tính khác với các thuộc tính của các thành phần của nó - các vật liệu đơn giản. Điều này thường có nghĩa là các tính chất vật lý được cải thiện vì lợi ích công nghệ chính là thu được các vật liệu có các tính chất vật lý (thường là cơ học) vượt trội so với các tính chất của các thành phần. Về nguyên tắc có hai pha (thành phần) trong vật liệu composite: ma trận và cốt thép. Những phân khúc này có tính chất cơ học khác nhau đáng kể. Ma trận mềm hơn và đóng vai trò là chất độn để đạt được sự ổn định về hình dạng của pha cứng. Các cốt thép là thành phần rắn và cứng. Tùy thuộc vào ma trận, vật liệu tổng hợp được chia thành: kim loại, gốm sứ và polymer. Tất cả các thành phần có thể liên tục, hoặc có thể được phân tán trong một ma trận liên tục. Trong trường hợp cuối cùng, cần thiết lập giới hạn thấp hơn cho kích thước của pha phân tán bên dưới mà vật liệu được coi là nguyên khối. Ví dụ về vật liệu tổng hợp thường được sử dụng là:

với việc bổ sung hạt - các hạt alumina chà nhám cứng của nhôm oxit Al 2 O 3 hoặc silicon carbide SiC liên kết với một ma trận thủy tinh hoặc polymer trong một tấm rắn;
với bổ sung sợi - nhựa (nhựa epoxy hoặc nhựa polyester) được gia cố bằng sợi thủy tinh;
cấu trúc hỗn hợp - các lớp xen kẽ trong ván ép gỗ của nhà sản xuất gỗ dán gỗ mỏng (polymer).

Hợp kim có những ưu điểm sau:

nhẹ cân
sức đề kháng tuyệt vời để tải mệt mỏi
chịu nhiệt độ cao
cực kỳ lâu dài
thấp hoặc không có độ dẻo so với kim loại làm biến dạng và mốc do tải trọng cao
có thể cung cấp một tỷ lệ sức mạnh và trọng lượng lên đến 20%
chịu được tải trọng hơn trong quá trình hoạt động nhiệt, vì chúng hầu như không có sự giãn nở nhiệt và giữ nguyên hình dạng ban đầu trong quá trình tăng nhiệt độ
cung cấp khả năng kết nối các bộ phận trong quá trình sản xuất chính nó
chống ăn mòn, bền lâu và ổn định kích thước trong điều kiện làm việc khắc nghiệt
vật liệu composite phi kim loại không từ tính và có thể được sử dụng trong môi trường các yếu tố điện tử nhạy cảm. Bên cạnh đó, chúng không dẫn điện nên có thể tiếp xúc với thiết bị điện tử

Sự khác biệt giữa hợp kim và composite

Kết cấu

Hợp kim là sự kết hợp của các vật liệu - trộn hai hoặc nhiều kim loại hoặc kim loại với nguyên tố phi kim. Tính chất vật lý của nó là trung gian giữa các kim loại cấu thành; nhưng tính chất hóa học của từng nguyên tố vẫn không bị ảnh hưởng. Hỗn hợp có thể được tách ra bằng phương tiện vật lý. Một hỗn hợp cũng được hình thành từ một số yếu tố (một kim loại có thể là một phần của hỗn hợp nhưng không nhất thiết). Các yếu tố có thể được trở lại trạng thái ban đầu của chúng bằng các phản ứng hóa học.

Nét đặc trưng

Một hợp kim về cơ bản là cùng một vật liệu với chất lượng bổ sung. Hỗn hợp được hình thành từ các thành phần với mục đích tăng cường chất lượng hơn các thành phần. Hợp kim hóa thay đổi vĩnh viễn các đặc tính vật lý của kim loại và một số ưu điểm có thể đạt được là tăng khả năng chống ăn mòn và oxy hóa, thay đổi tính chất điện, cường độ được cải thiện, điểm nóng chảy cao hơn hoặc thấp hơn so với các kim loại cấu thành, v.v. Một hỗn hợp là sự kết hợp của các vật liệu để tạo thành một vật liệu hoàn toàn mới (với chất lượng thay đổi). Vật liệu mới có thể mạnh hơn, nhẹ hơn hoặc rẻ hơn các thành phần ban đầu.

Ứng dụng

Tùy thuộc vào các hợp chất cấu trúc và các kỹ thuật / phương pháp được sử dụng trong quy trình sản xuất, cả hợp kim và vật liệu tổng hợp biểu hiện các đặc tính khác nhau và có thể có các ứng dụng khác nhau tương ứng.

Hợp kim so với composite

Hợp kim	Tổng hợp
hỗn hợp kim loại hoặc hỗn hợp kim loại và nguyên tố khác	một hỗn hợp là một chất được thiết kế riêng của bất kỳ sự kết hợp
phần tử được đưa vào (chất tan) hòa tan vào kim loại được hợp kim (dung môi) để tạo thành dung dịch rắn. Không thể phân biệt	thành phần tạo thành cơ sở của hỗn hợp (ma trận) và phần tử được thêm vào vẫn chưa được giải quyết và có thể được xác định.
hỗn hợp đồng nhất	có thể đồng nhất hoặc không đồng nhất
các thành phần cấu thành không giữ lại các thuộc tính ban đầu của chúng	các vật liệu hình thành hỗn hợp giữ lại các tính chất ban đầu của chúng
có các đặc tính tăng cường hoàn toàn khác so với các yếu tố phản ứng	mang dấu vết của các đặc tính nguyên tố
không có tỷ lệ nghiêm ngặt trong thành phần nguyên tố	có tỷ lệ chặt chẽ trong thành phần nguyên tố

Tóm lược

Đôi khi kim loại nguyên chất không có các tính chất cơ học và công nghệ thỏa đáng (ví dụ để sản xuất các bộ phận và công cụ máy móc và trong ngành xây dựng) và do đó không được sử dụng như vậy. Đây là nơi hợp kim và vật liệu tổng hợp đã được chứng minh là có ý nghĩa lớn
Các hợp kim được tạo thành từ ít nhất hai thành phần trong đó thành phần cơ bản là kim loại, trong khi các thành phần khác có thể là kim loại nhưng cũng là phi kim. Vật liệu mới mang lại các đặc tính nâng cao - như khả năng chống ăn mòn tốt hơn, độ dẫn điện được cải thiện, độ nhẹ, hiệu quả chi phí cao hơn, v.v.
Vật liệu tổng hợp là một hệ thống bao gồm hai hoặc nhiều thành phần với các cấu hình khác nhau, một trong số đó là ma trận hoặc vật liệu cơ bản (polymer, gốm hoặc kim loại), được thêm vào thành phần thứ hai (sợi, ống nano, tấm, hạt hình cầu) để đạt được sự kết hợp cần thiết của các tính chất (độ cứng, mật độ, độ cứng, độ cứng, tính khả thi nhiệt và điện).
Cả hợp kim và vật liệu tổng hợp đều có nhiều ưu điểm - tùy thuộc vào vật liệu và kỹ thuật được sử dụng. Một số cải tiến là trọng lượng nhẹ, cường độ và cường độ cao liên quan đến trọng lượng, chống ăn mòn, cường độ va đập cao, ổn định kích thước, độ bền, v.v..

Khoa học