Skillnad mellan substitutionella och interstitiella legeringar

Huvudskillnad - Substitution mot interstitiella legeringar

En legering är en blandning av metaller eller en blandning av metaller plus några andra element. Det finns två huvudtyper av legeringar som substitutionella legeringar och interstitiella legeringar. När en smält metall används vid framställning av legeringar, bestämmer storleken av atomer den typ som kommer att bildas. Om atomer av metallerna har relativt liknande storlekar bildas en substitutionell legeringstyp, men om en typ av metallatomer är mindre än den andra typen bildas en interstitiell legering. Den största skillnaden mellan substitutionella legeringar och interstitiella legeringar är det substitutionella legeringar bildas genom att man ersätter en metallatom för en annan metallatom med liknande storlek, medan interstitiella legeringar bildas genom införande av mindre atomer i hål i metallgitteret.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är substitutionella legeringar
     - Definition, Formation, Exempel
2. Vad är interstitiella legeringar
    - Definition, Exempel, Formationsmekanism
3. Vad är skillnaden mellan substitutionella och interstitiella legeringar
     - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: legering, atomer, brons, interstitiella legeringar, mellanrum, metall, metallgitter, substitutionella legeringar

Vad är substitutionella legeringar

Substitutionslegeringar är metalllegeringar som bildas genom att en metallatom ersätts med en annan metallatom med liknande storlek. För att bilda en legering ska de två ämnena (metaller) blandas. Typen och storleken på de ämnen som blandas kan bestämma typen av legering som bildas. För att bilda en substitutionell legering bör atomerna av de två metallerna ha samma storlek.

Figur 1: Jämförelse mellan ren metall och substitutionell legering

En substitutionell legering bildas via atomväxelmekanism. Här är några metallatomer av en metallgitter ersatt eller substituerad med metallatomer i den andra metallen. Men båda typerna av metallatomer borde ha liknande eller nästan liknande storlekar för att denna substitution ska ske. Andelen av skillnaden mellan atomer bör inte överstiga 15%.

En välkänd legering som är en substitutionell legering är brons. Brons är en legering som huvudsakligen består av koppar och tenn metall. Men ibland blandas andra element med koppar för att göra brons. Sådana element innefattar arsenik, fosfor, aluminium, mangan och kisel. Koppar- och tennmetallatomer är nästan lika i sina storlekar.

Vad är interstitiella legeringar

Interstitiella legeringar är metalllegeringar som bildas genom införande av mindre atomer i hål i metallgitteret. En metallgitter är en metallstruktur som består av en jätte gitter av positivt laddade joner och delokaliserade yttre elektroner. En interstitiell legering bildas när en metall blandas med en annan substans bestående av små atomer (med små rader) som kan ligga i metallgitterets hål.

Figur 2: Jämförelse av en ren metall med en interstitiell legering

Några exempel på sådana små atomer innefattar väte, kol, bor och kväve. Hålen i en metallgitter är mellanrummen mellan metallatomerna. Stål är ett bra exempel på en interstitiell legering. Stål är en metalllegering som innehåller järn, kol och några andra element. Här fyller de små kolatomer mellanrummen mellan stora järnatomer. På grund av denna tätt packade struktur av stål är det svårt och mycket starkt.

Bildandet av en interstitiell legering är via den interstitiella mekanismen. Här är en typ av atom betydligt mindre än den andra typen. Eftersom dessa atomer är mycket mindre kan de inte ersätta atomer av metallgitteret som för substitutionella legeringar. Istället blir de fångade i rymden metallgitterets stora atomer. Dessa mellanslag kallas mellanrum.

Skillnad mellan substitutionella och interstitiella legeringar

Definition

substitutionell Alloys: Substitutionslegeringar är metalllegeringar som bildas genom att en metallatom ersätts med en annan metallatom med liknande storlek.

Interstitiella legeringar: Interstitiella legeringar är metalllegeringar som bildas genom införande av mindre atomer i hål i metallgitteret.

Atomer

substitutionell Alloys: Substitutionella legeringar innehåller metallatomer som har liknande eller nästan liknande storlekar.

Interstitiella legeringar: Interstitiella legeringar innehåller stora metallatomer och små atomer av olika element (er).

Formationsmekanism

substitutionell Alloys: Substitutionella legeringar bildas via atomväxelmekanism.

Interstitiella legeringar: Interstitiella legeringar bildas via interstitiell mekanism.

exempel

substitutionell Alloys: Ett välkänt exempel på en substitutionell legering är brons.

Interstitiella legeringar: Stål är en interstitiell legering.

Slutsats

Legeringar är ämnen som bildas genom att blanda två eller flera metallkomponenter tillsammans med några andra föreningar. Det finns två typer av legeringar baserade på legeringsbildning: substitutionella legeringar och interstitiella legeringar. Huvudskillnaden mellan substitutionella och interstitiella legeringar är att substitutionella legeringar bildas genom att man ersätter en metallatom för en annan metallatom med liknande storlek medan interstitiella legeringar bildas genom införande av mindre atomer i hål i metallgitteret.

referenser:

1. "Kemi." Annenberg Learner, Tillgänglig här.
2. "6.7A: Institutionella legeringar". Chemistry LibreTexts, Libretexts, 12 december 2016, Tillgänglig här.
3. "6.7B: interstitiella legeringar". Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21 juli 2016, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "Alloy atomarrangemang som visar olika typer" Av Zaereth - Egent arbete (CC0) via Commons Wikimedia