Verschil tussen substitutional en interstitial solid solution
Share
De belangrijk verschil tussen substitutionele en interstitiële solide oplossing is dat het substitutionele vaste oplossing omvat de vervanging van een oplosmiddel door een opgelost atoom, in de vorming ervan. Integendeel, er is geen verplaatsing van oplosmiddelatomen door opgeloste atomen bij de vorming van interstitiële vaste oplossingen, in plaats daarvan komen de opgeloste moleculen in de gaten tussen oplosmiddelatomen.
Een vaste oplossing is een oplossing in vaste toestand van één of meer opgeloste stoffen in hetzelfde oplosmiddel. Daar komen twee of meer elementen voor in de vaste toestand. We noemen het een oplossing in plaats van een verbinding, omdat de kristalstructuur van het oplosmiddel onveranderd blijft met de toevoeging van opgeloste stoffen. Tijdens het versterken van de vaste oplossing kan de sterkte van puur metaal worden verhoogd door een ander element te legeren. We kunnen dit doen door een solide oplossing te vormen. Afhankelijk van het legeringselement zijn er twee vormen van vaste oplossingen als substitutionele en interstitiële vaste oplossingen.
INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is een substitutionele solide oplossing
3. Wat is Interstitial Solid Solution
4. Side-by-side vergelijking - Substitutioneel versus interstitiële solide oplossing in tabelvorm
5. Samenvatting
Wat is een substitutionele solide oplossing?
Substitutionele vaste oplossingen zijn oplossingen in vaste toestand die worden gevormd wanneer de opgeloste atomen de oplosmiddelatomen vervangen. Om dit soort vaste oplossing te vormen, moeten de opgeloste atomen groot genoeg zijn om de oplosmiddelatomen in het rooster te vervangen. De opgeloste atomen nemen substitutioneel in het rooster op door de atomen in bepaalde posities van het rooster te vervangen. Hier hebben sommige legeringselementen opgeloste atomen die oplosmiddelatomen slechts in kleine hoeveelheden kunnen vervangen, terwijl er sommige legeringselementen zijn die oplosmiddelatomen overal in de vaste oplossing kunnen vervangen.
Dit type vaste oplossing vormt zich wanneer de opgeloste en oplosmiddelatomen bijna dezelfde atomaire grootten hebben. Bovendien kunnen hoge temperaturen deze vervangingen verhogen. Bovendien zijn er twee vormen van substitutionele vaste oplossingen namelijk; geordende en ongeordende solide oplossingen. Een geordende vorm van een vaste oplossing wanneer de opgeloste atomen de oplosmiddelatomen op een voorkeurslocatie van het oplosmiddelrooster vervangen. Voorbeeld: Cu-Au-systeem. Wanordelijke vaste oplossingen ontstaan wanneer de opgeloste atomen willekeurig de oplosmiddelatomen in het rooster vervangen.
Wat is Interstitial Solid Solution?
Interstitiële vaste oplossingen zijn oplossingen in vaste toestand die worden gevormd wanneer opgeloste atomen de gaten tussen oplosmiddelatomen van het rooster binnentreden. Daar zijn de opgeloste atomen klein genoeg om deze gaten binnen te gaan. We noemen deze gaten, interstitiële sites.
Afbeelding 01: een interstitiële, vaste oplossing
Dit proces verzwakt de bindingen tussen oplosmiddelatomen. Het rooster vervormt dus. Om dit te laten gebeuren, moet de atomaire afmeting van opgeloste atomen minder dan 40% van de grootte van oplosmiddelatomen bedragen. De opgeloste atomen komen interstitieel het rooster binnen. De enige elementen die in staat zijn om dit type vaste oplossingen te vormen zijn H, Li, Na en B.
Wat is het verschil tussen substitutionele en interstitiële solide oplossing?
Substitutionele vaste oplossingen zijn oplossingen in vaste toestand die worden gevormd wanneer de opgeloste atomen de oplosmiddelatomen vervangen. Dit type vaste oplossingen vormt alleen als de opgeloste atomen groot genoeg zijn om de oplosmiddelatomen in het rooster te vervangen. Bovendien is de atomaire afmeting van opgeloste stoffen bijna gelijk aan de afmeting van oplosmiddelatomen. Interstitiële vaste oplossingen zijn oplossingen in vaste toestand die worden gevormd wanneer opgeloste atomen de openingen tussen roosterroosteratomen binnentreden. Deze vaste oplossingen vormen alleen als de opgeloste atomen klein genoeg zijn om de gaten van het rooster binnen te gaan. Bovendien moet de atomaire afmeting van opgeloste atomen ongeveer 40% van de grootte van oplosmiddelatomen zijn om dit type rooster te vormen. Dit is het belangrijkste verschil tussen substitutionele en interstitiële vaste oplossing.
Samenvatting - Substitutioneel versus interstitiële solide oplossing
Vaste oplossingen zijn de oplossingen in vaste toestand die twee of meer soorten elementen in hetzelfde vaste stofmengsel hebben. Er zijn twee vormen van solide oplossingen als substitutionele en interstitiële solide oplossingen volgens de manier waarop het zich vormt. Het verschil tussen substitutionele en interstitiële vaste oplossing is dat het bij de vorming van een substitutionele vaste oplossing, de substitutie van een oplosmiddelatoom door een opgelost atoom betreft, terwijl bij de vorming van interstitiële vaste oplossingen er geen verdringing is van oplosmiddelatomen door opgeloste atomen in plaats daarvan komen de opgeloste moleculen in de gaten tussen de solvent-atomen.
Referentie:
1. "Solid Solution Versterking." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 19 juni 2018. Beschikbaar Hier
2. SMALL ARMS FACTORY (MINISTERIE VAN DEFENSIE) Volgen. "Solid Solutions." LinkedIn SlideShare, 18 november 2013. Beschikbaar Hier
Afbeelding met dank aan:
1.'Interstitial solute'door ISiamrut op Engelse Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
