Diferența cheie dintre soluția solidă substituțională și cea interstițială este că soluția solidă substituțională implică înlocuirea unui atom de solvent cu un atom de dizolvat, în formarea sa. Dimpotrivă, nu există o deplasare a atomilor de solvenți de către atomi de dizolvat în formarea soluțiilor solide interstițiale, în schimb, moleculele de solut intră în găurile dintre atomii de solvenți.
O soluție solidă este o soluție în stare solidă a unuia sau mai multor substanțe dizolvate în același solvent. Acolo, două sau mai multe elemente apar în stare solidă. O numim mai degrabă o soluție decât un compus, deoarece structura cristalină a solventului rămâne neschimbată odată cu adăugarea de substanțe dizolvate. În procesul de întărire a soluției solide, rezistența metalului pur poate fi crescută prin alierea unui alt element. Putem face acest lucru formând o soluție solidă. În funcție de elementul de aliere, există două forme de soluții solide ca soluții solide substituționale și interstițiale.
Ce este soluția solidă de substituție?
Soluțiile solide de substituție sunt soluții în stare solidă care se formează atunci când atomii de dizolvat înlocuiesc atomii de solvent. Pentru a forma acest tip de soluție solidă, atomii de dizolvat ar trebui să fie suficient de mari pentru a înlocui atomii de solvent din rețea. Atomii dizolvați se încorporează în rețea în mod substituțional prin înlocuirea atomilor în poziții particulare ale rețelei. Aici, unele elemente de aliere au atomi de dizolvat care sunt capabili să înlocuiască atomii de solvenți doar în cantități mici, în timp ce există unele elemente de aliere care pot înlocui atomii de solvent în toată soluția solidă.
Acest tip de soluție solidă se formează atunci când atomii de dizolvat și de solvent au dimensiuni atomice aproape similare. În plus, temperaturile ridicate pot crește aceste înlocuiri. Mai mult, există două forme de soluții solide substituționale și anume; solutii solide ordonate si dezordonate. O soluție solidă ordonată se formează atunci când atomii de dizolvat înlocuiesc atomii de solvent într-un loc preferat al rețelei de solvent. Ex: sistem Cu-Au. Soluțiile solide dezordonate se formează atunci când atomii de dizolvat înlocuiesc aleatoriu atomii de solvent din rețea.
Ce este soluția solidă interstițială?
Soluțiile solide interstițiale sunt soluții în stare solidă care se formează atunci când atomii de dizolvat intră în găurile dintre atomii de solvenți ai rețelei. Acolo, atomii de dizolvat sunt suficient de mici pentru a intra în aceste găuri. Aceste găuri le numim site-uri interstițiale.
Figura 01: O soluție solidă interstițială
Acest proces slăbește legăturile dintre atomii de solvenți. Astfel, rețeaua se deformează. Pentru ca acest lucru să se întâmple, dimensiunea atomică a atomilor de dizolvat ar trebui să fie mai mică de 40% din dimensiunea atomilor de solvent. Atomii dizolvat intră în rețea interstițial. Singurele elemente care sunt capabile să formeze acest tip de soluții solide sunt H, Li, Na și B.
Care este diferența dintre soluția solidă de substituție și cea interstițială?
Soluțiile solide de substituție sunt soluții în stare solidă care se formează atunci când atomii de dizolvat înlocuiesc atomii de solvent. Acest tip de soluții solide se formează numai dacă atomii de dizolvat sunt suficient de mari pentru a înlocui atomii de solvent din rețea. Mai mult, dimensiunea atomică a substanțelor dizolvate este aproape similară cu dimensiunea atomilor de solvent. Soluțiile solide interstițiale sunt soluții în stare solidă care se formează atunci când atomii de dizolvat intră în găurile dintre atomii de solvenți ai rețelei. Aceste soluții solide se formează numai dacă atomii de dizolvat sunt suficient de mici pentru a intra în găurile rețelei. În plus, dimensiunea atomică a atomilor de dizolvat ar trebui să fie de aproximativ 40% din dimensiunea atomilor de solvent pentru a forma acest tip de rețea. Aceasta este principala diferență dintre soluția solidă de substituție și cea interstițială.
Rezumat – Soluție solidă substitutivă vs interstițială
Soluțiile solide sunt soluțiile în stare solidă care au două sau mai multe tipuri de elemente în același amestec în stare solidă. Există două forme de soluții solide ca soluții solide substituționale și interstițiale, în funcție de modul în care se formează. Diferența dintre soluția solidă substituțională și cea interstițială este aceea că, în formarea unei soluții solide substituționale, aceasta implică înlocuirea unui atom de solvent cu un atom de soluție, în timp ce în formarea soluțiilor solide interstițiale, nu există o deplasare a atomilor de solvent cu atomi de soluție., în schimb, moleculele de solut intră în găurile dintre atomii de solvent.
