что такое твердый раствор
твёрдые растворы
Полезное
Смотреть что такое «твёрдые растворы» в других словарях:
ТВЁРДЫЕ РАСТВОРЫ — твердотельные двух или многокомпонентные однородные системы переменного состава (напр., типа А xB1 x), в к рых атомы или ионы компонентов, смешиваясь в разл. соотношениях (0 Физическая энциклопедия
Твёрдые растворы — однородные кристаллические веществ (фазы), состоящие из двух или большего числа компонентов и сохраняющие однородность при изменении соотношений между компонентами в определен интервале концентраций. В твёрдых растворах замещения, образованных… … Энциклопедический словарь по металлургии
ТВЁРДЫЕ РАСТВОРЫ — однородные кристаллические вещества (фазы), состоящие из двух или большего числа компонентов и сохраняющие однородность при изменении соотношений между компонентами в определенном интервале концентраций. В твёрдом растворе замещения,… … Металлургический словарь
Твёрдые растворы — твёрдые фазы (См. Фаза)переменного состава, в которых атомы раз личных элементов смешаны в известных пределах или неограниченно в общей кристаллической решётке (См. Кристаллическая решётка). Растворимость в твёрдом состоянии свойственна… … Большая советская энциклопедия
ТВЁРДЫЕ РАСТВОРЫ — однородные твёрдые в ва, состоящие из неск. компонентов, концентрации к рых могут быть изменены в нек рых пределах при данных темп ре, давлении и т. п. без нарушения однородности. Многие металлич. сплавы (напр., сталь, бронза), минералы (полевые… … Естествознание. Энциклопедический словарь
ТВЁРДЫЕ РАСТВОРЫ — однородные кристаллич. в ва, состоящие из двух или большего числа компонентов и сохраняющие однородность при изменении соотношений между компонентами в определ. интервале концентраций. ВТ. р. замещения, образованных двумя металлами (напр., медью… … Большой энциклопедический политехнический словарь
РАСТВОРЫ — системы, состоящие из молекул, атомов и(или) ионов неск. разл. типов, при этом числа разл. частиц не находятся в к. л. определённых стехиометрич. соотношениях друг с другом (что отделяет Р. от хим. соединений). К Р. обычно относят такие… … Физическая энциклопедия
Растворы (химич.) — Растворы, макроскопически однородные смеси двух или большего числа веществ (компонентов), образующие термодинамически равновесные системы. В Р. все компоненты находятся в молекулярно дисперсном состоянии; они равномерно распределены в виде… … Большая советская энциклопедия
Растворы — I Растворы макроскопически однородные смеси двух или большего числа веществ (компонентов), образующие термодинамически равновесные системы. В Р. все компоненты находятся в молекулярно дисперсном состоянии; они равномерно распределены в… … Большая советская энциклопедия
Различные типы твердых растворов
При охлаждении и кристаллизации образуются твердые растворы и промежуточные фазы.
Твердый раствор — это такая фаза, в которой атомы одного компонента размещаются в кристаллической решетке другого компонента. Твердый раствор сохраняет кристаллическую решетку основного компонента (или растворителя). В зависимости от того, в каких местах кристаллической решетки находятся атомы растворенного компонента, различают твердые растворы замещения и внедрения. На рис. 2.10. показаны различные типы твердых растворов.
Твердые растворы замещения образуются только металлами. Различают твердые растворы с неограниченной (или полной) и ограниченной растворимостью. Для полной растворимости двух или более элементов необходимо, чтобы они имели одинаковый тип кристаллической решетки, то есть были изоморфными, атомные размеры компонентов не должны отличаться более, чем на 15 %, а для железа, например, — 8 %. Растворимость зависит от валентности компонентов. Элементы с высокой валентностью лучше растворяются в элементах с низкой валентностью. Если для элементарной ячейки количество валентных электронов на один атом (или электронная концентрация) достигает критического значения, то наступает предельная растворимость компонентов: для ГЦК решетки критическая электронная концентрация равна 1,36, а О ЦК решетки — 1,48.
В связи с большим количеством ограничений для полной растворимости компонентов чаще встречаются твердые растворы замещения с ограниченной растворимостью. Твердые растворы замещения, также, как любые фазы переменного состава, обозначаются греческими буквами: ос, р, у, 6 и т. д.
Упорядоченные твердые растворы, для которых расположение атомов растворенного элемента в кристаллической решетке основного элемента имеет определенную закономерность, иногда обозначают химической формулой, например, Cu3Au или CuAu. Перестройка структуры твердого раствора при переходе от одного упорядоченного состояния в другое влияет на физические и механические свойства сплавов. При этом структурных изменений под микроскопом чаще всего не наблюдается. Упорядоченность может быть уменьшена или полностью устранена при пластической деформации.
Твердые растворы внедрения чаще всего образуются металлами переходных групп и неметаллами с малым атомным радиусом (г
Что такое твердый раствор
Рис. 1.15. Атомно-кристаллическая структура твердого раствора (схема): а — твердый раствор замещения; б — твердый раствор внедрения
Твердые растворы обозначаются буквами греческого алфавита: 
и т. д. или А(В), где А растворитель, В-растворенный элемент.
Образование твердых растворов всегда сопровождается увеличением электрического сопротивления и уменьшением температурного коэффициента электрического сопротивления; твердые растворы обычно менее пластичны и всегда более твердые и прочные, чем чистые металлы.
Растворимость элементов в твердом состоянии уменьшается при увеличении различия в атомных радиусах сплавленных элементов и их валентности.
При образовании твердых растворов замещения возможна и неограниченная растворимость элементов в твердом состояний, т. е. когда при любом количественном соотношении сплавляемых элементов все разнородные атомы размещаются в узлах общей пространственной решетки. Неограниченная растворимость наблюдается при соблюдении размерного фактора и если элементы имеют одинаковый тип кристаллической решетки.
Неограниченная растворимость в твердом состоянии наблюдается в сплавах меди с золотом, меди с никелем, германия с кремнием. В полиморфных металлах встречается неограниченная растворимость в пределах одной модификации пространственной решетки. Например, 
дает неограниченный ряд твердых растворов с хромом (ОЦК решетка), 
неограниченный ряд твердых растворов с никелем (ГЦК решетка).
Многие твердые растворы замещения при относительно невысоких температурах способны находиться в упорядоченном состоянии, т. е. вместо статистического распределения разносортных атомов в узлах пространственной решетки атомы одного и другого металла размещаются в совершенно определенном порядке. Такие твердые растворы называют упорядоченными; используется также термин «сверхструктура».
Переход из неупорядоченного в упорядоченное состояние происходит при определенной температуре или в определенном интервале температур. Температура, при которой твердый раствор полностью разупорядочивается, называется точкой Курнакова и обозначается 0К. Упорядочение происходит обычно только при медленном охлаждении твердого раствора из температурной области выше 0К.
Упорядоченные твердые растворы встречаются в системах с значительной или неограниченной растворимостью в твердом состоянии; при этом полная упорядоченность возникает при концентрациях твердого раствора, соответствующих простым атомным соотношениям компонентов типа 
или 
Частичная упорядоченность наблюдается при составах, близких к указанным. Расположение атомов в упорядоченных твердых растворах двух сплавов меди с золотом, составов, соответствующих концентрациям 
показано на рис. 1.16.
Возникновение и исчезновение порядка в расположении атомов твердых растворов сопровождается изменением свойств.
При упорядочении возрастают электропроводность, температурный коэффициент электрического сопротивления, твердость и прочность; снижается пластичность сплава. У ферромагнитных сплавов изменяются магнитные свойства: например, у пермаллоев (магнитные сплавы железа с никелем) при упорядочении в несколько раз снижается магнитная проницаемость.
Рис. 1.16. Кристаллическая решетка сплавов меди с золотом: а — неупорядоченный твердый раствор; б — упорядоченный твердый раствор (сплав состава 
); в — упорядоченный твердый раствор (сплав состава 
)
Некоторые сплавы в неупорядоченном состоянии парамагнитны, а после упорядочения становятся ферромагнитными, например, сплавы Гейслера 
Основным условием, определяющим возможность растворения путем внедрения, является размерный фактор. Размер межузельного атома должен быть равным или несколько больше размера поры.
Твердые растворы внедрения всегда имеют ограниченную растворимость и встречаются преимущественно тогда, когда растворитель имеет ГПУ или ГЦК решетки, в которых имеются поры с радиусом 0,41 Я, где 
радиус атома растворителя. В ОЦК решетке растворимость путем внедрения мала, так как размер пор не превосходит 
Примером твердых растворов внедрения, имеющих промышленное значение, являются твердые растворы углерода в 
с ГЦК решеткой растворяет до 2,14% (по массе) углерода; 
с ОЦК решеткой почти не растворяет углерод, максимальная растворимость составляет около 0,02% (по массе).
Искажения решетки, которые появляются при образовании твердых растворов внедрения, превышают те, которые возникают при образовании твердых растворов замещения, в связи с чем более резко изменяются и свойства. По мере увеличения концентрации растворенного элемента в твердом растворе заметно возрастают электрическое сопротивление, коэрцитивная сила, твердость и прочность, но заметно понижаются пластичность и вязкость.
В сплавах, содержащих более двух элементов, возможно растворение в одном и том же растворителе и путем замещения, и путем внедрения. Так, при сплавлении железа с марганцем и углеродом получится твердый раствор, в котором марганец растворяется путем замещения, а углерод-путем внедрения.
Твердые растворы составляют основу большинства промышленных конструкционных сплавов и сплавов специального назначения.
Твердые растворы
Полезное
Смотреть что такое «Твердые растворы» в других словарях:
ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ — однородные твердые вещества, состоящие из нескольких компонентов, концентрации которых могут быть изменены в некоторых пределах при данных температуре, давлении и т. п. без нарушения однородности. Многие металлические сплавы (напр., сталь,… … Большой Энциклопедический словарь
твердые растворы — [solid solutions] однородные твердые однофазные вещества, состоящие из нескольких компонентов, концентрация которых может быть изменена без нарушения однородности. Понятие твердый раствор было введено в 1890 г. голландским химиком Вант Гоффом для … Энциклопедический словарь по металлургии
ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ — – твердые фазы сплавов, минералов, в которых соотношение концентраций компонентов может изменяться без нарушения однородности (изоморфизм). Существуют три основных типа твердых растворов: замещения, внедрения и вычитания: 1) атомы растворенных… … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.
ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ — однородные (гомогенные) крис таллич. фазы переменного состава; образуются в двойных или многокомпонентных системах. Если компоненты системы неограниченно р римы друг в друге, они образуют непрерывный ряд Т. р. Чаще, однако, концентрация… … Химическая энциклопедия
Твердые растворы — I см. Сплавы. II (дополнение к статье) см. также Сталь … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Твердые растворы однородные твердые вещества — Твердые растворы – однородные твердые вещества, состоящие из нескольких компонентов, концентрации которых могут быть изменены в некоторых пределах при данной температуре давлении и т. п. без нарушения однородности; многие металлические… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
твердые растворы внедрения — [interstitial (introduction) solid solution] твердые растворы, в которых атомы растворенного компонента располагаются в междоузлиях (пустотах) кристаллииеской решетки растворителя. В ГЦК решетке такая пустота находится в центре куба и образует… … Энциклопедический словарь по металлургии
твердые растворы вычитания — [subtraction solid solutions] твердые растворы, образованные на базе химических соединений (например, интерметаллидов), в структуре которых имеются узлы кристаллической решетки, не занятые атомами одного из компонентов, т.е. образуются вакансии.… … Энциклопедический словарь по металлургии
твердые растворы замещения — [substitutional solid solutions] твердые растворы > 2 металлов, в которых атом одного компонента занимает место любого атома в кристаллической решетке другого компонента. Кристаллическая решетка растворителя при этом искажается в тем большей… … Энциклопедический словарь по металлургии
Твердые растворы (дополнение к статье) — см. также Сталь … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона