Klíčový rozdíl mezi substitučním a intersticiálním pevným roztokem je v tom, že substituční pevný roztok zahrnuje substituci atomu rozpouštědla atomem rozpuštěné látky při jeho tvorbě. Naopak nedochází k žádnému vytěsňování atomů rozpouštědla atomy rozpuštěné látky při tvorbě intersticiálních pevných roztoků, místo toho molekuly rozpuštěné látky vstupují do otvorů mezi atomy rozpouštědla.
Pevný roztok je roztok v pevném stavu jedné nebo více rozpuštěných látek ve stejném rozpouštědle. Tam se v pevném stavu vyskytují dva nebo více prvků. Říkáme tomu roztok spíše než sloučenina, protože krystalová struktura rozpouštědla zůstává nezměněna přidáním rozpuštěných látek. V procesu zpevňování pevného roztoku lze pevnost čistého kovu zvýšit legováním dalšího prvku. Můžeme to udělat vytvořením tuhého roztoku. V závislosti na legujícím prvku existují dvě formy pevných roztoků jako substituční a intersticiální tuhé roztoky.
Co je substituční pevné řešení?
Substituční pevné roztoky jsou roztoky v pevné fázi, které se tvoří, když atomy rozpuštěné látky nahrazují atomy rozpouštědla. Aby se vytvořil tento druh pevného roztoku, atomy rozpuštěné látky by měly být dostatečně velké, aby nahradily atomy rozpouštědla v mřížce. Atomy rozpuštěné látky se začleňují do mřížky substitučně nahrazením atomů v konkrétních polohách mřížky. Zde mají některé legující prvky atomy rozpuštěné látky, které jsou schopny nahradit atomy rozpouštědla pouze v malých množstvích, zatímco existují některé legující prvky, které mohou nahradit atomy rozpouštědla v celém tuhém roztoku.
Tento typ pevného roztoku se tvoří, když atomy rozpuštěné látky a rozpouštědla mají téměř podobnou velikost atomů. Navíc vysoké teploty mohou tyto výměny zvýšit. Navíc existují dvě formy substitučních pevných roztoků, a to; uspořádané a neuspořádané pevné roztoky. Uspořádaný pevný roztok se vytvoří, když atomy rozpuštěné látky nahradí atomy rozpouštědla ve výhodném místě mřížky rozpouštědla. Příklad: Cu-Au systém. Neuspořádané pevné roztoky se tvoří, když atomy rozpuštěné látky náhodně nahrazují atomy rozpouštědla v mřížce.
Co je intersticiální pevné řešení?
Intersticiální tuhé roztoky jsou roztoky v pevném stavu, které se tvoří, když atomy rozpuštěné látky vstoupí do otvorů mezi atomy rozpouštědla v mřížce. Tam jsou atomy rozpuštěné látky dostatečně malé, aby se dostaly do těchto děr. Těmto dírám říkáme vsunuté stránky.
Obrázek 01: Pevné intersticiální řešení
Tento proces oslabuje vazby mezi atomy rozpouštědla. Tím se mříž deformuje. Aby k tomu došlo, atomová velikost atomů rozpuštěné látky by měla být menší než 40 % velikosti atomů rozpouštědla. Atomy rozpuštěných látek vstupují do mřížky intersticiálně. Jedinými prvky, které jsou schopny vytvořit tento typ pevných roztoků, jsou H, Li, Na a B.
Jaký je rozdíl mezi substitučním a intersticiálním pevným řešením?
Substituční pevné roztoky jsou roztoky v pevné fázi, které se tvoří, když atomy rozpuštěné látky nahrazují atomy rozpouštědla. Tento typ pevných roztoků se tvoří pouze tehdy, jsou-li atomy rozpuštěné látky dostatečně velké, aby nahradily atomy rozpouštědla v mřížce. Navíc je velikost atomů rozpuštěných látek téměř podobná velikosti atomů rozpouštědla. Intersticiální pevné roztoky jsou roztoky v pevném stavu, které se tvoří, když atomy rozpuštěné látky vstoupí do otvorů mezi atomy rozpouštědla v mřížce. Tyto pevné roztoky se tvoří pouze tehdy, jsou-li atomy rozpuštěné látky dostatečně malé, aby vstoupily do otvorů mřížky. Kromě toho by atomová velikost atomů rozpuštěné látky měla být asi 40 % velikosti atomů rozpouštědla, aby se vytvořil tento typ mřížky. Toto je hlavní rozdíl mezi substitučním a intersticiálním pevným roztokem.
Shrnutí – Substituční vs. intersticiální pevné řešení
Pevné roztoky jsou roztoky v pevné fázi, které mají dva nebo více typů prvků ve stejné směsi v pevné fázi. Existují dvě formy pevných roztoků jako substituční a intersticiální pevné roztoky podle způsobu, jakým se tvoří. Rozdíl mezi substitučním a intersticiálním pevným roztokem je v tom, že při tvorbě substitučního pevného roztoku zahrnuje substituci atomu rozpouštědla atomem rozpuštěné látky, zatímco při tvorbě intersticiálních pevných roztoků nedochází k vytěsnění atomů rozpouštědla atomy rozpuštěné látky. místo toho molekuly rozpuštěné látky vstupují do děr mezi atomy rozpouštědla.
