Skillnad mellan substitutionell och interstitiell fast lösning

De nyckelskillnad mellan substitutionell och interstitiell fast lösning är att substitutionell fast lösning involverar substitution av en lösningsmedelsatom med en lös substans i dess bildning. Tvärtom finns det ingen förskjutning av lösningsmedelsatomer genom lösta atomer i bildandet av interstitiella fasta lösningar, i stället går de lösta molekylerna in i hålen mellan lösningsmedelatomer. 

En fast lösning är en fast tillståndslösning av en eller flera lösningsmedel i samma lösningsmedel. Där förekommer två eller flera element i fast tillstånd. Vi kallar det en lösning snarare än en förening eftersom kristallstrukturen hos lösningsmedlet förblir oförändrad med tillsats av lösta ämnen. I processen med fast lösningsstärkning kan styrkan hos ren metall ökas genom legering av ett annat element. Vi kan göra detta genom att bilda en fast lösning. Beroende på legeringselementet finns det två former av fasta lösningar som substitutionella och interstitiella fasta lösningar.

INNEHÅLL

1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är Substitutional Solid Solution
3. Vad är interstitiell fast lösning
4. Jämförelse vid sida vid sida - Substitutionell mot interstitiell fast lösning i tabellform
5. Sammanfattning

Vad är Substitutional Solid Solution?

Substitutionsfasta lösningar är fasta lösningar som bildar när de lösta atomerna ersätter lösningsmedelsatomerna. För att bilda denna typ av fast lösning bör de lösta atomer vara tillräckligt stora för att ersätta lösningsmedelsatomer i gallret. De lösta atomerna införlivar i gallret substitutionellt genom att ersätta atomerna i speciella lägen hos gallret. Här har vissa legeringselement upplösta atomer som endast kan ersätta lösningsmedelsatomer i små mängder medan det finns några legeringselement som kan ersätta lösningsmedelsatomer över hela den fasta lösningen.

Denna typ av fast lösning bildas när lösningsmedlet och lösningsmedelsatomer har nästan liknande atomstorlekar. Dessutom kan höga temperaturer öka dessa ersättningar. Dessutom finns det två former av substitutionsfasta lösningar nämligen; beställda och oordnade fasta lösningar. En ordnad fast lösning bildas när de lösta atomerna ersätter lösningsmedelsatomerna i en föredragen plats i lösningsmedelsgitteret. Ex: Cu-Au system. Orordnade fasta lösningar bildas när de lösta atomerna slumpmässigt ersätter lösningsmedelsatomer i gallret.

Vad är interstitiell fast lösning?

Interstitiella fasta lösningar är fasta lösningar som bildar när lösta atomer tränger in i hålen mellan lösningsmedelatomer i gallret. Där är de lösta atomerna tillräckligt små för att komma in i dessa hål. Vi kallar dessa hål, interstitiella sidor.

Figur 01: En interstitiell fast lösning

Denna process försvagar bindningarna mellan lösningsmedelsatomer. Gitteret deformeras således. För att detta ska ske ska atomstorleken hos de lösta atomerna vara mindre än 40% av storleken av lösningsmedelsatomer. De lösta atomerna tränger in i gitteret interstitiellt. De enda elementen som kan bilda denna typ av fasta lösningar är H, Li, Na och B..

Vad är skillnaden mellan substitutionell och interstitiell solid lösning?

Substitutionsfasta lösningar är fasta lösningar som bildar när de lösta atomerna ersätter lösningsmedelsatomerna. Denna typ av fasta lösningar bildar endast om de lösta atomerna är tillräckligt stora för att ersätta lösningsmedelsatomerna i gallret. Dessutom liknar atomens storlek av lösta ämnen nästan storleken av lösningsmedelsatomer. Interstitiella fasta lösningar är fasta lösningar som bildar när lösta atomer tränger in i hålen mellan lösningsmedelatomer i gallret. Dessa fasta lösningar bildas endast om de lösta atomerna är tillräckligt små för att komma in i hålen i gallret. Dessutom bör atomstorleken hos de lösta atomerna vara ungefär 40% av storleken av lösningsmedelsatomer för att bilda denna typ av gitter. Detta är huvudskillnaden mellan substitutionell och interstitiell fast lösning.

Sammanfattning - Substitution mot interstitiell fast lösning

Fasta lösningar är de fasta lösningarna som har två eller flera typer av element i samma fasta tillståndsblandning. Det finns två former av fasta lösningar som substitutionella och interstitiella fasta lösningar enligt hur det bildas. Skillnaden mellan substitutionell och interstitiell fast lösning är att vid bildandet av en substitutionell fast lösning involverar det substitution av en lösningsmedelsatom med en lös atom medan under bildandet av interstitiella fasta lösningar föreligger ingen förskjutning av lösningsmedelsatomer genom lösta atomer i stället går de lösta molekylerna in i hålen mellan lösningsmedelsatomer.

Referens:

1. "Solid Solution Strengthening." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 19 juni 2018. Tillgänglig här 
2. SMALL ARMS FACTORY (FÖRSVARSMEDDELANDE) Följ. "Solid Solutions." LinkedIn SlideShare, 18 Nov. 2013. Tillgänglig här  

Image Courtesy:

1.'Interstitial solute'By ISiamrut på engelska Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia