Forskjellen mellom substitusjonell og interstitial solid løsning

De nøkkelforskjell mellom substitusjonell og interstitial fast løsning er at Substitusjonell fast oppløsning innebærer substitusjon av et løsningsmiddelatom med et oppløst atom i dets dannelse. Tvert imot er det ingen forskyvning av løsningsmiddelatomer ved oppløste atomer i dannelsen av interstitielle faste løsninger, i stedet løser de oppløste molekylene hullene mellom løsningsmiddelatomer. 

En fast oppløsning er en faststoffløsning av en eller flere oppløsninger i samme løsningsmiddel. Der oppstår to eller flere elementer i fast tilstand. Vi kaller det en løsning i stedet for en forbindelse fordi krystallstrukturen til løsningsmidlet forblir uendret med tilsetning av oppløsninger. I prosessen med fast oppløsningstesting kan styrken av rent metall økes via legering av et annet element. Vi kan gjøre dette ved å danne en solid løsning. Avhengig av legeringselementet er det to former for faste løsninger som substitusjonelle og interstitiale faste løsninger.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er substitusjonell solid løsning
3. Hva er interstitial solid løsning
4. Sammenligning ved siden av hverandre - Substitusjonell vs interstitial solid løsning i tabellform
5. Sammendrag

Hva er substitusjonell solid løsning?

Substitusjonelle faste løsninger er faststoffløsninger som dannes når de oppløste atomer erstatter løsningsmiddelatomer. For å danne denne typen fast løsning, bør de oppløste atomer være store nok til å erstatte løsningsmiddelatomene i gitteret. De oppløste atomer innarbeider i gitteret substitusjonelt via erstatning av atomer i spesielle stillinger av gitteret. Her har noen legeringselementer oppløste atomer som bare kan erstatte løsningsmiddelatomer i små mengder mens det er noen legeringselementer som kan erstatte løsningsmiddelatomer over hele den faste løsning.

Denne typen fast oppløsning dannes når løsningsmiddel og løsningsmiddelatomer har nesten liknende atomstørrelser. I tillegg kan høye temperaturer øke disse erstatninger. Videre er det to former for substitusjonelle faste løsninger, nemlig; Bestilte og uordnede faste løsninger. En bestilt fast oppløsning dannes når de oppløste atomer erstatter løsningsmiddelatomene i et foretrukket sted av løsningsmiddelgitteret. Eks: Cu-Au system. Forstyrrede faste løsninger danner når de oppløste atomer tilfeldig erstatter løsningsmiddelatomene i gitteret.

Hva er interstitial solid løsning?

Interstitielle faste løsninger er faststoffløsninger som danner når oppløste atomer kommer inn i hullene mellom løsningsmiddelatomer i gitteret. Der er de løste atomer små nok til å gå inn i disse hullene. Vi kaller disse hullene, interstitiale sider.

Figur 01: En interstitiel fast løsning

Denne prosessen svekker bindingene mellom løsningsmiddelatomer. Gitteret deformerer således. For at dette skal skje, skal atomstørrelsen av oppløste atomer være mindre enn 40% av størrelsen av løsningsmiddelatomer. De oppløste atomer trer inn i gitteret interstitialt. De eneste elementene som er i stand til å danne denne typen faste løsninger, er H, Li, Na og B..

Hva er forskjellen mellom substitusjonell og interstitial solid løsning?

Substitusjonelle faste løsninger er faststoffløsninger som dannes når de oppløste atomer erstatter løsningsmiddelatomer. Denne typen faste løsninger dannes kun dersom de oppløste atomer er store nok til å erstatte løsningsmiddelatomene i gitteret. Videre er atomstørrelsen av oppløsninger nesten lik størrelsen på løsningsmiddelatomer. Interstitielle faste løsninger er faststoffløsninger som danner når oppløste atomer kommer inn i hullene mellom løsningsmiddelatomer i gitteret. Disse faste løsningene dannes kun dersom de oppløste atomer er små nok til å gå inn i hullene i gitteret. I tillegg bør atomstørrelsen av oppløste atomer være omtrent 40% av størrelsen av løsningsmiddelatomer for å danne denne typen gitter. Dette er hovedforskjellen mellom substitusjonell og interstitial solid løsning.

Sammendrag - Substitusjon vs interstitial solid løsning

Faste løsninger er de faste tilstandsløsninger som har to eller flere typer elementer i samme faststoffblanding. Det finnes to former for faste løsninger som substitusjonelle og interstitiale faste løsninger i henhold til måten den danner. Forskjellen mellom substitusjonell og interstitiell fast løsning er at ved dannelse av en substitusjonell fast oppløsning innebærer det substitusjon av et løsningsmiddelatom med et oppløst atom, mens det i dannelsen av interstitiale faste løsninger ikke er noen forskyvning av løsningsmiddelatomer ved oppløste atomer , i stedet løser de oppløste molekylene hullene mellom løsningsmiddelatomer.

Henvisning:

1. "Solid Solution Strengthening." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 19. juni 2018. Tilgjengelig her 
2. SMALL ARMS FACTORY (MINISTRY OF DEFENSE) Følg. "Solid Solutions." LinkedIn SlideShare, 18. november 2013. Tilgjengelig her  

Bilde Courtesy:

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