Legierung vs. Verbundstoff
Legierungs- und Verbundwerkstoffe sind Mischungen aus zwei oder mehr Komponenten. Beide haben andere Eigenschaften als die Ausgangsstoffe.
Was ist eine Legierung?
Legierung ist eine Mischung aus zwei oder mehr Elementen, von denen mindestens eines Metall ist. Die resultierende Legierung kann eine Lösung oder ein Feststoff sein. Werden nur zwei Komponenten zu einer Legierung vermischt, spricht man von einer binären Legierung. Wenn es drei Komponenten gibt, ist es als ternäre Legierung bekannt. Die Elementmenge in der Legierung wird normalerweise gemessen und in Masse (in Prozent) angegeben. Legierungen können auch als homogen eingestuft werden, wenn sie einphasig sind. Wenn sie mehrere Phasen haben, werden diese Legierungen als heterogen klassifiziert. Wenn es keine eindeutige Phasengrenze gibt, werden sie als intermetallisch bezeichnet.
Legierungen werden aus Elementen hergestellt, um bessere Eigenschaften als die Reaktantenelemente zu haben. Sie haben andere Qualitäten als die Reaktantenkomponenten. Normalerweise haben Legierungen metallische Eigenschaften, aber sie unterscheiden sich von reinen Metallelementen. Beispielsweise haben Legierungen keinen einzigen Schmelzpunkt. Vielmehr haben sie eine Reihe von Schmelzpunkten.
Stahl ist ein Beispiel für eine Legierung. Es besteht aus Eisen und Kohlenstoff. Stahl ist stärker als Eisen. Der Kohlenstoffanteil kann je nach Sorte variieren und liegt meist zwischen 0,2 und 2,1 Gew.-%. Obwohl Kohlenstoff das Hauptlegierungsmaterial für Eisen ist, können auch einige andere Elemente wie Wolfram, Chrom und Mangan für diesen Zweck verwendet werden. Unterschiedliche Arten und Mengen der verwendeten Legierungselemente bestimmen die Härte, Duktilität und Zugfestigkeit von Stahl. Das Legierungselement ist für die Aufrechterh altung der Kristallgitterstruktur von Stahl verantwortlich, indem es die Verschiebung von Eisenatomen verhindert. Somit wirkt es als Härter im Stahl. Die Dichte von Stahl variiert zwischen 7.750 und 8.050 kg/m3 und wird auch von den Legierungsbestandteilen beeinflusst.
Messing ist eine weitere Legierung, die aus Kupfer und Zink besteht, aber h altbarer als Kupfer und attraktiver als Zink ist. Bei der Herstellung von Schmuck aus Gold, Silber und Platin werden diese mit anderen Elementen gemischt, um sie duktiler und flexibler zu machen.
Was ist ein Composite?
Composite ist ein Material, das aus zwei oder mehr Bestandteilen besteht, die chemisch und physikalisch unterschiedlich sind. Bestandteile sind die einzelnen Materialien, die den Verbundstoff bilden. Es gibt zwei Kategorien von ihnen als Matrix und Verstärkung. Üblicherweise unterstützt Matrixmaterial das Verstärkungsmaterial. Die Bestandteile bleiben innerhalb der fertigen Struktur getrennt, da sie chemisch und physikalisch unterschiedlich sind, um sich miteinander zu vermischen.
Verbundwerkstoffe können synthetische oder natürlich vorkommende Materialien sein. Holz ist ein natürlicher Verbundwerkstoff. Es besteht aus Zellulosefasern und einer Matrix aus Lignin. Bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen werden normalerweise sowohl Matrix- als auch verstärkte Materialien kombiniert und verdichtet. Danach ist die Form des Verbundwerkstoffs festgelegt und ändert sich nicht, es sei denn, sie wird durch bestimmte Bedingungen beeinflusst.
Legierung vs. Verbundstoff
