Ero korvaavan ja interstitiaalisen kiinteän ratkaisun välillä

avainero korvaavan ja interstitiaalisen kiinteän ratkaisun välillä on, että korvaava kiinteä liuos sisältää liuotinatomin korvaamisen kiinteällä atomilla sen muodostumisessa. Päinvastoin, liuenneiden atomien liuotinatomien syrjäytyminen ei muodostu interstitiaalisina kiinteinä liuoksina, sen sijaan liuenneet molekyylit menevät reikiin liuotinatomien välillä. 

Kiinteä liuos on kiinteän tilan liuos, jossa on yksi tai useampi liuennut aine samassa liuottimessa. Siellä, kaksi tai useampia elementtejä esiintyy kiinteässä tilassa. Kutsumme sitä liuokseksi eikä yhdisteeksi, koska liuottimen kiderakenne pysyy muuttumattomana lisättäessä liuenneita aineita. Kiinteän liuoksen lujittamisprosessissa puhtaan metallin lujuutta voidaan lisätä seostamalla toinen elementti. Voimme tehdä tämän muodostamalla kiinteän ratkaisun. Seostavasta elementistä riippuen on olemassa kaksi kiinteiden ratkaisujen muotoa korvaavina ja interstitiaalisina kiinteinä ratkaisuina.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on korvaava kiinteä ratkaisu
3. Mikä on interstitiaalinen kiinteä ratkaisu
4. Vertailu rinnakkain - substituutio vs. interstitiaalinen kiinteä ratkaisu taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mikä on korvaava kiinteä ratkaisu?

Substituutioiset kiinteät liuokset ovat kiinteiden olosuhteiden liuoksia, jotka muodostuvat, kun liuenneet atomit korvaavat liuotinatomit. Tällaisen kiinteän liuoksen muodostamiseksi liuenneiden atomien tulisi olla riittävän suuria korvaamaan hilassa olevat liuotinatomit. Liuenneet atomit sisällytyvät hilaan korvaamalla korvaamalla atomit hilan tietyissä asemissa. Täällä joissakin seostavissa elementeissä on liuenneita atomeja, jotka kykenevät korvaamaan liuotinatomit vain pieninä määrinä, kun taas jotkut seostavat elementit voivat korvata liuotinatomit koko kiinteässä liuoksessa.

Tämäntyyppinen kiinteä liuos muodostuu, kun liuenneella ja liuotinatomilla on melkein samanlaiset atomikokot. Lisäksi korkeat lämpötilat voivat lisätä näitä korvauksia. Lisäksi on olemassa kahta muotoa korvaavia kiinteitä ratkaisuja, nimittäin; tilatut ja epäjärjestykselliset kiinteät ratkaisut. Tilattu kiinteä liuos muodostuu, kun liuenneet atomit korvaavat liuotinatomit edullisessa liuotinhilan kohdassa. Esimerkki: Cu-Au-järjestelmä. Häiriintyneet kiinteät liuokset muodostuvat, kun liuenneet atomit korvaavat satunnaisesti hilan liuotinatomit.

Mikä on interstitiaalinen kiinteä ratkaisu?

Interstitiaaliset kiinteät liuokset ovat kiinteiden olosuhteiden liuoksia, jotka muodostuvat, kun liuenneet atomit tulevat hilan liuotinatomien välisiin reikiin. Siellä liuenneet atomit ovat tarpeeksi pieniä päästäkseen näihin reikiin. Kutsumme näitä reikiä, välivaiheita.

Kuva 01: interstitiaalinen kiinteä ratkaisu

Tämä prosessi heikentää sidoksia liuotinatomien välillä. Siten hila deformoituu. Jotta tämä tapahtuisi, liuenneiden atomien atomikokon tulisi olla alle 40% liuotinatomien koosta. Liuenneet atomit pääsevät ristikkoon interstitiaalisesti. Ainoat elementit, jotka kykenevät muodostamaan tämän tyyppisiä kiinteitä liuoksia, ovat H, Li, Na ja B.

Mikä on korvaavan ja interstitiaalisen kiinteän ratkaisun välinen ero??

Substituutioiset kiinteät liuokset ovat kiinteiden olosuhteiden liuoksia, jotka muodostuvat, kun liuenneet atomit korvaavat liuotinatomit. Tämäntyyppiset kiinteät liuokset muodostuvat vain, jos liuenneet atomit ovat riittävän suuria korvaamaan hilassa olevat liuotinatomit. Lisäksi liuenneiden aineiden atomikoko on melkein samanlainen kuin liuotinatomien koko. Interstitiaaliset kiinteät liuokset ovat kiinteiden olomuotojen liuoksia, jotka muodostuvat, kun liuenneet atomit tulevat hilan liuotinatomien välisiin reikiin. Nämä kiinteät liuokset muodostuvat vain, jos liuenneet atomit ovat riittävän pieniä pääsemään hilan reikiin. Lisäksi liuenneiden atomien atomikokon tulisi olla noin 40% liuotinatomien koosta, jotta muodostettaisiin tämäntyyppinen hila. Tämä on tärkein ero korvaavan ja interstitiaalisen kiinteän liuoksen välillä.

Yhteenveto - Substituutio vs. Interstitial Solid Solution

Kiinteät liuokset ovat kiinteiden olosuhteiden ratkaisuja, joissa on kahta tai useampaa tyyppiä elementtejä samassa kiinteässä tilassa. Kiinteitä ratkaisuja on kahta muotoa korvaavina ja interstitiaalisina kiinteinä ratkaisuina sen muodon mukaan. Ero substituoivan ja interstitiaalisen kiinteän liuoksen välillä on se, että korvaavan kiinteän liuoksen muodostuksessa siihen sisältyy liuotinatomin korvaaminen liuenneella atomilla, kun taas interstitiaalisten kiinteiden liuosten muodostuksessa ei liuottimen atomeja siirretä liuenneilla atomeilla sen sijaan liuenneet molekyylit menevät reikiin liuotinatomien välillä.

Viite:

1. ”Kiinteän ratkaisun vahvistaminen.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 19. kesäkuuta 2018. Saatavilla täältä 
2. Pienet aseet (puolustusministeriö) Seuraa. ”Kiinteät ratkaisut.” LinkedIn SlideShare, 18. marraskuuta 2013. Saatavilla täältä  

Kuvan kohteliaisuus:

1.'Interstitial solute'By ISiamrut English Wikipediassa (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta