Mejor respuesta
Importancia de la aleación:
- La aleación se realiza generalmente para mejorar la resistencia mecánica o la resistencia a la corrosión del material. Por ejemplo, la plata esterlina es una aleación que contiene 92,5\% de plata y 7,5\% de cobre. En condiciones ambientales normales, la plata pura es muy resistente a la corrosión, pero también muy blanda. La aleación con cobre mejora significativamente la resistencia mecánica sin afectar la resistencia a la corrosión.
- En semiconductores, la aleación controla el parámetro crítico como la banda prohibida. Por ejemplo, los semiconductores binarios como InN, GaN, AlN son conocidos por sus excelentes propiedades físicas y sus usos en aplicaciones ópticas y electrónicas. La banda prohibida de estas aleaciones binarias varía de InN (~ 1 eV) a GaN (~ 3.4 eV) a AlN (~ 6 eV). Por lo tanto, al hacer una aleación ternaria de GaN con indio como InGaN, es posible ampliar la banda prohibida desde 3,4 eV a 1 eV, de modo que se pueda cubrir todo el espectro visible. Hoy en día, los dispositivos ópticos como LED y diodos láser fabricados con estas aleaciones ternarias ya están disponibles comercialmente.
Solubilidad sólida:
Es solo la capacidad de disolución de un elemento extraño en el cristal anfitrión. Aquí, el elemento se denomina comúnmente soluto y el cristal huésped como disolvente. En otras palabras, el solvente representa el elemento que está presente en mayor cantidad. El soluto representa el elemento que está presente en una concentración menor. Se forma una solución sólida cuando los átomos de soluto se agregan al solvente siempre que se mantenga la estructura cristalina del solvente. La capacidad de disolución del soluto en el solvente se llama solubilidad sólida. Sin embargo, la solubilidad del soluto en el solvente depende críticamente de los parámetros de los elementos involucrados
- Diferencia de tamaño atómico:
- Una cantidad apreciable de soluto se disuelve en el solvente si la diferencia entre los radios atómicos de dos es menor que +/- 15\%. De lo contrario, los átomos del soluto crean una distorsión reticular significativa del cristal del solvente y se formará una nueva fase
- Estructura cristalina:
- Para una solubilidad sólida apreciable, las estructuras cristalinas tanto del soluto como del solvente debe ser el mismo
- Los otros parámetros que controlan la solubilidad del sólido son la electronegatividad de los átomos de soluto y solvente; concentraciones de electrones de valencia de átomos de soluto y disolvente
Ejemplos:
- Cobre y níquel Satisfacer todos los requisitos anteriores. Estos dos elementos son completamente solubles entre sí en todos los niveles de composición. Los radios atómicos de estos elementos son comparables: 0,128 nm (Cu) y 0,125 nm (Ni). Ambos tienen estructura cristalina FCC y sus electronegatividades son 1.9 (Cu) y 1.8 (Ni).
- Semiconductores binarios de AlN y GaN. Hoy en día es una práctica común fabricar aleaciones ternarias como AlGaN de varias composiciones para diversas aplicaciones eléctricas y ópticas. Ambos tienen la misma estructura cristalina de wurtzita. La diferencia de radios atómicos es inferior al 15\%. Las electronegativas son 1.5 (Al) y 1.6 (Ga)
Respuesta
Solubilidad sólida significa la cantidad de soluto (sólido) que es soluble en solvente (sólido). En otras palabras, nos da la idea de mezclar dos sólidos en su estado líquido y enfriarlo a estado sólido. Ahora durante el enfriamiento se observa que algunos metales son completamente solubles en todas las composiciones posibles (digamos x cantidad de A e y cantidad de B) de xey ya todas las temperaturas posibles conocidas como solubilidad extensa, mientras que algunas muestran solubilidad limitada.
Se traza una curva que se llama curva de solubilidad entre temperatura y composición. Esta curva es muy esencial para la preparación de varias aleaciones. Según las condiciones de servicio y los requisitos, se selecciona la composición necesaria y se forma la aleación para obtener un resultado óptimo. Del mismo modo, la curva también ayuda a decidir el trabajo mecánico a realizar en la aleación para mejorar sus propiedades mecánicas. La curva de solubilidad sólida de Fe-C es muy importante para la producción de varios tipos de acero según el requisito.