Nøgleforskellen mellem substitutionel og interstitiel fast opløsning er, at den substitutionelle faste opløsning involverer substitution af et opløsningsmiddelatom med et opløst atom i dets dannelse. Tværtimod er der ingen forskydning af opløsningsmiddelatomer med opløste atomer i dannelsen af interstitielle faste opløsninger, i stedet trænger de opløste molekyler ind i hullerne mellem opløsningsmiddelatomer.
En fast opløsning er en opløsning i fast tilstand af et eller flere opløste stoffer i det samme opløsningsmiddel. Der forekommer to eller flere grundstoffer i fast tilstand. Vi kalder det en opløsning snarere end en forbindelse, fordi opløsningsmidlets krystalstruktur forbliver uændret ved tilsætning af opløste stoffer. I processen med fast opløsningsforstærkning kan styrken af rent metal øges ved at legere et andet element. Det kan vi gøre ved at danne en solid løsning. Afhængigt af legeringselementet er der to former for faste opløsninger som substitutionelle og interstitielle faste opløsninger.
Hvad er substitutionel solid løsning?
Substitutionelle faste opløsninger er faststof-opløsninger, der dannes, når de opløste atomer erstatter opløsningsmiddelatomerne. For at danne denne form for fast opløsning skal de opløste atomer være store nok til at erstatte opløsningsmiddelatomerne i gitteret. De opløste atomer inkorporeres substitutionelt i gitteret ved at erstatte atomerne i bestemte positioner af gitteret. Her har nogle legeringselementer opløste atomer, som kun er i stand til at erstatte opløsningsmiddelatomer i små mængder, mens der er nogle legeringselementer, som kan erstatte opløsningsmiddelatomer over alt i den faste opløsning.
Denne type fast opløsning dannes, når de opløste stoffer og opløsningsmiddelatomer har næsten ens atomstørrelser. Desuden kan høje temperaturer øge disse udskiftninger. Desuden er der to former for substitutionsfaste opløsninger, nemlig; ordnede og uordnede faste løsninger. En ordnet fast opløsning dannes, når de opløste atomer erstatter opløsningsmiddelatomerne på et foretrukket sted i opløsningsmiddelgitteret. Eks: Cu-Au system. Uordnede faste opløsninger dannes, når de opløste atomer tilfældigt erstatter opløsningsmiddelatomerne i gitteret.
Hvad er Interstitial Solid Solution?
Interstitielle faststofopløsninger er faststofopløsninger, der dannes, når opløste atomer trænger ind i hullerne mellem opløsningsmiddelatomerne i gitteret. Der er de opløste atomer små nok til at komme ind i disse huller. Vi kalder disse huller for mellemliggende websteder.
Figur 01: En mellemliggende solid løsning
Denne proces svækker bindingerne mellem opløsningsmiddelatomer. Således deformeres gitteret. For at dette kan ske, skal atomstørrelsen af opløste atomer være mindre end 40% af størrelsen af opløsningsmiddelatomer. De opløste atomer kommer ind i gitteret interstitielt. De eneste grundstoffer, der er i stand til at danne denne type faste opløsninger, er H, Li, Na og B.
Hvad er forskellen mellem substitutionel og interstitiel solid løsning?
Substitutionelle faste opløsninger er faststof-opløsninger, der dannes, når de opløste atomer erstatter opløsningsmiddelatomerne. Denne type faste opløsninger dannes kun, hvis de opløste atomer er store nok til at erstatte opløsningsmiddelatomerne i gitteret. Desuden svarer atomstørrelsen af opløste stoffer næsten til størrelsen af opløsningsmiddelatomer. Interstitielle faste opløsninger er opløsninger i fast tilstand, der dannes, når opløste atomer trænger ind i hullerne mellem opløsningsmiddelatomer i gitteret. Disse faste opløsninger dannes kun, hvis de opløste atomer er små nok til at komme ind i hullerne i gitteret. Derudover bør atomstørrelsen af opløste atomer være omkring 40% af størrelsen af opløsningsmiddelatomer for at danne denne type gitter. Dette er hovedforskellen mellem substitutionel og interstitiel fast opløsning.
Oversigt – Substitutionel vs Interstitiel solid løsning
Faststofopløsninger er faststofopløsninger, som har to eller flere typer grundstoffer i den samme faststofblanding. Der er to former for faste opløsninger som substitutionelle og interstitielle faste opløsninger i henhold til den måde, det dannes på. Forskellen mellem substitutionel og interstitiel fast opløsning er, at i dannelsen af en substitutionel fast opløsning involverer det substitution af et opløsningsmiddelatom med et opløst atom, mens der i dannelsen af interstitielle faste opløsninger ikke er nogen forskydning af opløsningsmiddelatomer med opløste atomer, i stedet kommer de opløste molekyler ind i hullerne mellem opløsningsmiddelatomer.
