Орынбасушы және интерстициалды қатты ерітіндінің негізгі айырмашылығы мынада: алмастырушы қатты ерітінді оның түзілуінде еріткіш атомын еріген зат атомымен алмастыруды қамтиды. Керісінше, интерстициалды қатты ерітінділердің түзілуінде еріткіш атомдарының еріген зат атомдарымен ығысуы болмайды, оның орнына еріген заттың молекулалары еріткіш атомдары арасындағы тесіктерге енеді.
Қатты ерітінді – бір немесе бірнеше еріген заттардың бір еріткіштегі қатты күйдегі ерітіндісі. Онда екі немесе одан да көп элементтер қатты күйде болады. Біз оны қосылыс емес, ерітінді деп атаймыз, өйткені еріткіштің кристалдық құрылымы еріген заттарды қосқанда өзгеріссіз қалады. Қатты ерітіндіні нығайту процесінде таза металдың беріктігін басқа элементті легирлеу арқылы арттыруға болады. Біз мұны қатты шешім қалыптастыру арқылы жасай аламыз. Легірлеуші элементке байланысты қатты ерітінділердің алмастырушы және интерстициалды қатты ерітінділер сияқты екі түрі бар.
Ауыстырушы қатты ерітінді дегеніміз не?
Ауыспалы қатты ерітінділер – еріген зат атомдары еріткіш атомдарын ауыстырғанда түзілетін қатты күйдегі ерітінділер. Қатты ерітіндінің мұндай түрін қалыптастыру үшін еріген зат атомдары тордағы еріткіш атомдарын алмастыратындай үлкен болуы керек. Еріген зат атомдары тордың белгілі бір орындарындағы атомдарды ауыстыру арқылы торға алмастырылады. Мұнда кейбір легирлеуші элементтерде еріткіш атомдарын аз мөлшерде ғана алмастыра алатын еріген зат атомдары болады, ал кейбір легирлеуші элементтер қатты ерітіндідегі еріткіш атомдарын алмастыра алады.
Қатты ерітіндінің бұл түрі еріген зат пен еріткіш атомдарының атом өлшемдері бірдей дерлік болғанда пайда болады. Сонымен қатар, жоғары температура бұл ауыстыруларды арттыруы мүмкін. Сонымен қатар, алмастырушы қатты ерітінділердің екі түрі бар, атап айтқанда; реттелген және ретсіз қатты ерітінділер. Реттелген қатты ерітінді еріген зат атомдары еріткіш торының қолайлы орнындағы еріткіш атомдарын ауыстырғанда пайда болады. Мысалы: Cu-Au жүйесі. Еріген зат атомдары тордағы еріткіш атомдарын кездейсоқ ауыстырғанда ретсіз қатты ерітінділер пайда болады.
Интерстициалды қатты ерітінді дегеніміз не?
Интерстициалды қатты ерітінділер - еріген зат атомдары тордың еріткіш атомдары арасындағы саңылауларға түскенде түзілетін қатты күйдегі ерітінділер. Онда еріген зат атомдары осы тесіктерге кіру үшін жеткілікті кішкентай. Біз бұл тесіктер, интерстициалды сайттар деп атаймыз.
01-сурет: интерстициалды қатты шешім
Бұл процесс еріткіш атомдары арасындағы байланысты әлсіретеді. Осылайша, тор деформацияланады. Ол үшін еріген зат атомдарының атомдық мөлшері еріткіш атомдарының өлшемінен 40%-дан аз болуы керек. Еріген зат атомдары торға интерстициалды түрде енеді. Қатты ерітінділердің мұндай түрін құра алатын жалғыз элементтер - H, Li, Na және B.
Ауыстырушы және интерстициалды қатты ерітіндінің айырмашылығы неде?
Ауыспалы қатты ерітінділер – еріген зат атомдары еріткіш атомдарын ауыстырғанда түзілетін қатты күйдегі ерітінділер. Қатты ерітінділердің бұл түрі еріген зат атомдары тордағы еріткіш атомдарын ауыстыруға жеткілікті үлкен болған жағдайда ғана түзіледі. Сонымен қатар, еріген заттардың атомдық мөлшері еріткіш атомдарының мөлшеріне дерлік ұқсас. Интерстициалды қатты ерітінділер - еріген зат атомдары тордың еріткіш атомдары арасындағы саңылауларға енген кезде пайда болатын қатты күйдегі ерітінділер. Бұл қатты ерітінділер еріген заттың атомдары тордың тесіктеріне кіру үшін жеткілікті аз болған жағдайда ғана пайда болады. Сонымен қатар, тордың бұл түрін қалыптастыру үшін еріген зат атомдарының атомдық мөлшері еріткіш атомдарының өлшемінен шамамен 40% болуы керек. Бұл алмастырушы және интерстициалды қатты шешім арасындағы негізгі айырмашылық.
Қорытынды – алмастырушы және интерстициалды қатты шешім
Қатты ерітінділер - бір қатты күйдегі қоспада екі немесе одан да көп элементтер түрі бар қатты күйдегі ерітінділер. Қатты ерітінділердің түзілу жолына қарай алмастырушы және интерстициалды қатты ерітінділер ретінде екі түрі бар. Ауыстырушы және интерстициалды қатты ерітіндінің арасындағы айырмашылық мынада: орынбасушы қатты ерітіндіні түзу кезінде ол еріткіш атомын еріген зат атомымен алмастыруды қамтиды, ал интерстициалды қатты ерітінділердің пайда болуы кезінде еріткіш атомдарының еріген зат атомдарымен ығысуы болмайды., оның орнына еріген заттың молекулалары еріткіш атомдары арасындағы тесіктерге енеді.
