Nyckelskillnaden mellan substitutionell och interstitiell fast lösning är att den substitutionella fasta lösningen involverar substitution av en lösningsmedelsatom med en löst atom, i dess bildning. Tvärtom, det finns ingen förskjutning av lösningsmedelsatomer med lösta atomer vid bildning av interstitiell fasta lösningar, istället kommer de lösta molekylerna in i hålen mellan lösningsmedelsatomerna.
En fast lösning är en lösning i fast tillstånd av en eller flera lösta ämnen i samma lösningsmedel. Där förekommer två eller flera grundämnen i fast tillstånd. Vi kallar det en lösning snarare än en förening eftersom lösningsmedlets kristallstruktur förblir oförändrad med tillsats av lösta ämnen. I processen för förstärkning av fast lösning kan styrkan hos ren metall ökas genom att legera ett annat element. Vi kan göra detta genom att bilda en solid lösning. Beroende på legeringselementet finns det två former av fasta lösningar som substitutionella och interstitiella fasta lösningar.
Vad är Substitutional Solid Solution?
Substitutionella fasta lösningar är fasta lösningar som bildas när de lösta atomerna ersätter lösningsmedelsatomerna. För att bilda denna typ av fast lösning bör de lösta atomerna vara tillräckligt stora för att ersätta lösningsmedelsatomerna i gittret. De lösta atomerna inkorporeras substitutionellt i gittret genom att ersätta atomerna i särskilda positioner i gittret. Här har vissa legeringsämnen lösta atomer som endast kan ersätta lösningsmedelsatomer i små mängder medan det finns några legeringsämnen som kan ersätta lösningsmedelsatomer över hela den fasta lösningen.
Denna typ av fast lösning bildas när de lösta ämnena och lösningsmedelsatomerna har nästan liknande atomstorlekar. Dessutom kan höga temperaturer öka dessa ersättningar. Dessutom finns det två former av substitutionella fasta lösningar nämligen; ordnade och oordnade fasta lösningar. En ordnad fast lösning bildas när de lösta atomerna ersätter lösningsmedelsatomerna på ett föredraget ställe av lösningsmedelsgittret. Ex: Cu-Au-system. Oordnade fasta lösningar bildas när de lösta atomerna slumpmässigt ersätter lösningsmedelsatomerna i gittret.
Vad är Interstitial Solid Solution?
Interstitiell fasta lösningar är solid state-lösningar som bildas när lösta atomer kommer in i hålen mellan lösningsmedelsatomerna i gittret. Där är de lösta atomerna tillräckligt små för att komma in i dessa hål. Vi kallar dessa hål för mellansideswebbplatser.
Figur 01: En solid lösning för interstitial
Denna process försvagar bindningarna mellan lösningsmedelsatomer. Således deformeras gallret. För att detta ska hända bör atomstorleken hos lösta atomer vara mindre än 40 % av storleken på lösningsmedelsatomer. De lösta atomerna kommer in i gittret interstitiellt. De enda grundämnena som kan bilda denna typ av fasta lösningar är H, Li, Na och B.
Vad är skillnaden mellan substitutionell och interstitiell solid lösning?
Substitutionella fasta lösningar är fasta lösningar som bildas när de lösta atomerna ersätter lösningsmedelsatomerna. Denna typ av fasta lösningar bildas endast om de lösta atomerna är tillräckligt stora för att ersätta lösningsmedelsatomerna i gittret. Dessutom är atomstorleken för lösta ämnen nästan lik storleken på lösningsmedelsatomer. Interstitiella fasta lösningar är lösningar i fast tillstånd som bildas när lösta atomer kommer in i hålen mellan lösningsmedelsatomerna i gittret. Dessa fasta lösningar bildas endast om de lösta atomerna är tillräckligt små för att komma in i hålen i gittret. Dessutom bör atomstorleken för lösta atomer vara cirka 40% av storleken på lösningsmedelsatomer för att bilda denna typ av gitter. Detta är huvudskillnaden mellan ersättnings- och interstitiell fast lösning.
Sammanfattning – Substitutionell vs Interstitial Solid Solution
Fastlösningar är lösningar i fast tillstånd som har två eller flera typer av grundämnen i samma fasta blandning. Det finns två former av fasta lösningar som substitutionella och interstitiella fasta lösningar beroende på hur det bildas. Skillnaden mellan substitutionell och interstitiell fast lösning är att vid bildningen av en substitutionell fast lösning involverar den substitution av en lösningsmedelsatom med en löst atom, medan det vid bildning av interstitiella fasta lösningar inte sker någon förskjutning av lösningsmedelsatomer med lösta atomer, istället kommer de lösta molekylerna in i hålen mellan lösningsmedelsatomer.
