Η βασική διαφορά μεταξύ υποκαταστατικού και ενδιάμεσου στερεού διαλύματος είναι ότι το υποκατάστατο στερεό διάλυμα περιλαμβάνει την υποκατάσταση ενός ατόμου διαλύτη από ένα άτομο διαλυμένης ουσίας, στον σχηματισμό του. Αντίθετα, δεν υπάρχει μετατόπιση ατόμων διαλύτη από άτομα διαλυμένης ουσίας στο σχηματισμό ενδιάμεσων στερεών διαλυμάτων, αντίθετα, τα μόρια της διαλυμένης ουσίας εισέρχονται στις οπές μεταξύ των ατόμων του διαλύτη.
Στερεό διάλυμα είναι ένα διάλυμα στερεάς κατάστασης μιας ή περισσότερων διαλυμένων ουσιών στον ίδιο διαλύτη. Εκεί, δύο ή περισσότερα στοιχεία εμφανίζονται σε στερεά κατάσταση. Το ονομάζουμε διάλυμα και όχι ένωση επειδή η κρυσταλλική δομή του διαλύτη παραμένει αμετάβλητη με την προσθήκη διαλυμένων ουσιών. Κατά τη διαδικασία ενίσχυσης του στερεού διαλύματος, η αντοχή του καθαρού μετάλλου μπορεί να αυξηθεί μέσω κράματος ενός άλλου στοιχείου. Μπορούμε να το κάνουμε αυτό σχηματίζοντας ένα στερεό διάλυμα. Ανάλογα με το στοιχείο κράματος, υπάρχουν δύο μορφές στερεών διαλυμάτων ως υποκατάστατα και ενδιάμεσα στερεά διαλύματα.
Τι είναι το υποκατάστατο στερεό διάλυμα;
Τα στερεά διαλύματα υποκατάστασης είναι διαλύματα στερεάς κατάστασης που σχηματίζονται όταν τα άτομα της διαλυμένης ουσίας αντικαθιστούν τα άτομα του διαλύτη. Προκειμένου να σχηματιστεί αυτό το είδος στερεού διαλύματος, τα άτομα της διαλυμένης ουσίας θα πρέπει να είναι αρκετά μεγάλα ώστε να αντικαταστήσουν τα άτομα του διαλύτη στο πλέγμα. Τα άτομα της διαλυμένης ουσίας ενσωματώνονται στο πλέγμα υποκαταστατικά μέσω αντικατάστασης των ατόμων σε συγκεκριμένες θέσεις του πλέγματος. Εδώ, ορισμένα στοιχεία κράματος έχουν άτομα διαλυμένης ουσίας που μπορούν να αντικαταστήσουν τα άτομα διαλύτη μόνο σε μικρές ποσότητες, ενώ υπάρχουν ορισμένα στοιχεία κράματος που μπορούν να αντικαταστήσουν τα άτομα διαλύτη σε όλο το στερεό διάλυμα.
Αυτός ο τύπος στερεού διαλύματος σχηματίζεται όταν τα άτομα της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη έχουν σχεδόν παρόμοια ατομικά μεγέθη. Επιπλέον, οι υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να αυξήσουν αυτές τις αντικαταστάσεις. Επιπλέον, υπάρχουν δύο μορφές στερεών διαλυμάτων υποκατάστασης και συγκεκριμένα. διατεταγμένα και διαταραγμένα στερεά διαλύματα. Σχηματίζεται ένα διατεταγμένο στερεό διάλυμα όταν τα άτομα της διαλυμένης ουσίας αντικαθιστούν τα άτομα του διαλύτη σε μια προτιμώμενη θέση του πλέγματος του διαλύτη. Π.χ.: Σύστημα Cu-Au. Τα διαταραγμένα στερεά διαλύματα σχηματίζονται όταν τα άτομα της διαλυμένης ουσίας αντικαθιστούν τυχαία τα άτομα του διαλύτη στο πλέγμα.
Τι είναι το ενδιάμεσο στερεό διάλυμα;
Τα ενδιάμεσα στερεά διαλύματα είναι διαλύματα στερεάς κατάστασης που σχηματίζονται όταν άτομα διαλυμένης ουσίας εισέρχονται στις οπές μεταξύ των ατόμων διαλύτη του πλέγματος. Εκεί, τα άτομα της διαλυμένης ουσίας είναι αρκετά μικρά για να εισέλθουν σε αυτές τις τρύπες. Ονομάζουμε αυτές τις τρύπες, παρενθετικές τοποθεσίες.
Εικόνα 01: Ένα ενδιάμεσο στερεό διάλυμα
Αυτή η διαδικασία αποδυναμώνει τους δεσμούς μεταξύ των ατόμων του διαλύτη. Έτσι, το πλέγμα παραμορφώνεται. Για να συμβεί αυτό, το ατομικό μέγεθος των ατόμων διαλυμένης ουσίας θα πρέπει να είναι μικρότερο από το 40% του μεγέθους των ατόμων του διαλύτη. Τα άτομα της διαλυμένης ουσίας εισέρχονται στο πλέγμα ενδιάμεσα. Τα μόνα στοιχεία που είναι ικανά να σχηματίσουν αυτού του τύπου στερεά διαλύματα είναι τα H, Li, Na και B.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ υποκατάστατου και ενδιάμεσου στερεού διαλύματος;
Τα στερεά διαλύματα υποκατάστασης είναι διαλύματα στερεάς κατάστασης που σχηματίζονται όταν τα άτομα της διαλυμένης ουσίας αντικαθιστούν τα άτομα του διαλύτη. Αυτός ο τύπος στερεών διαλυμάτων σχηματίζεται μόνο εάν τα άτομα της διαλυμένης ουσίας είναι αρκετά μεγάλα ώστε να αντικαταστήσουν τα άτομα του διαλύτη στο πλέγμα. Επιπλέον, το ατομικό μέγεθος των διαλυμένων ουσιών είναι σχεδόν παρόμοιο με το μέγεθος των ατόμων του διαλύτη. Τα ενδιάμεσα στερεά διαλύματα είναι διαλύματα στερεάς κατάστασης που σχηματίζονται όταν άτομα διαλυμένης ουσίας εισέρχονται στις οπές μεταξύ των ατόμων διαλύτη του πλέγματος. Αυτά τα στερεά διαλύματα σχηματίζονται μόνο εάν τα άτομα της διαλυμένης ουσίας είναι αρκετά μικρά ώστε να εισέλθουν στις οπές του πλέγματος. Επιπλέον, το ατομικό μέγεθος των ατόμων διαλυμένης ουσίας θα πρέπει να είναι περίπου το 40% του μεγέθους των ατόμων του διαλύτη προκειμένου να σχηματιστεί αυτός ο τύπος πλέγματος. Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ υποκαταστατικού και ενδιάμεσου στερεού διαλύματος.
Σύνοψη – Υποκατάσταση έναντι ενδιάμεσης στερεάς λύσης
Στερεά διαλύματα είναι τα διαλύματα στερεάς κατάστασης που έχουν δύο ή περισσότερους τύπους στοιχείων στο ίδιο μίγμα στερεάς κατάστασης. Υπάρχουν δύο μορφές στερεών διαλυμάτων ως υποκατάστατα και ενδιάμεσα στερεά διαλύματα ανάλογα με τον τρόπο σχηματισμού τους. Η διαφορά μεταξύ υποκατάστατου και ενδιάμεσου στερεού διαλύματος είναι ότι στον σχηματισμό ενός υποκατάστατου στερεού διαλύματος, περιλαμβάνει την υποκατάσταση ενός ατόμου διαλύτη από ένα άτομο διαλυμένης ουσίας, ενώ στον σχηματισμό ενδιάμεσων στερεών διαλυμάτων, δεν υπάρχει μετατόπιση ατόμων διαλύτη από άτομα διαλυμένης ουσίας. Αντίθετα, τα μόρια της διαλυμένης ουσίας εισέρχονται στις οπές μεταξύ των ατόμων του διαλύτη.
