Legjobb válasz
Az ötvözés jelentősége:
- Ötvözés általában az anyag mechanikai szilárdságának vagy korrózióállóságának javítása érdekében történik. Például a sterling ezüst ötvözet, amely 92,5\% ezüstöt és 7,5\% rézt tartalmaz. Normál környezeti körülmények között a tiszta ezüst nagyon korrózióálló, de nagyon puha is. A rézzel ötvözve jelentősen javítja a mechanikai szilárdságot, anélkül, hogy befolyásolná a korrózióállóságot.
- A félvezetőkben az ötvözet vezérli a kritikus paramétert, például a sávrést. Például a bináris félvezetők, mint például az InN, GaN, AlN, kiváló fizikai tulajdonságaikról és optikai és elektronikus alkalmazásokban ismertek. Ezeknek a bináris ötvözeteknek a sávszélessége InN-től (~ 1 eV) GaN-ig (~ 3,4 eV) és AlN-ig (~ 6 eV) változik. Így azáltal, hogy a GaN háromrétegű ötvözetét készítjük indiummal, például InGaN-nal, lehetséges a sávrés 3,4 eV és 1 eV közötti átfedése, így a teljes látható spektrum lefedhető. Ma már optikai eszközök, például LED-ek és lézerdiódák, amelyek ezen háromkomponensű ötvözetek felhasználásával készültek, már kereskedelemben kaphatók.
Szilárd oldhatóság:
Ez csak egy idegen elem oldódási képessége a gazdakristályban. Itt az elemet általában oldott anyagnak, a gazdakristályt pedig oldószernek nevezik. Más szavakkal, az oldószer azt az elemet jelenti, amely a legnagyobb mennyiségben van jelen. Az oldott anyag azt az elemet jelenti, amely kisebb koncentrációban van jelen. Szilárd oldat képződik, ha az oldott atomokat hozzáadjuk az oldószerhez, feltéve, hogy az oldószer kristályszerkezete megmarad. Az oldott anyag oldódási képességét az oldószerben szilárd oldhatóságnak nevezzük. Az oldott anyag oldhatósága az oldószerben azonban kritikusan függ az érintett elemek paramétereitől.
- Atomméret-különbség:
- Megoldható mennyiségű oldott anyag oldódik az oldószerben, ha a különbség kettő atomsugara között kevesebb, mint +/- 15\%. Más szempontból az oldott atomok jelentős rácstorzulást okoznak az oldószerkristályban, és új fázis képződik
- Kristályszerkezet:
- Az érzékelhető szilárd oldhatóság érdekében az oldott anyag és az oldószer kristályszerkezetei egyaránt azonosaknak kell lenniük
- A szilárd oldhatóságot szabályozó egyéb paraméterek az oldott és az oldószer atomjainak elektronegativitása; az oldott és oldószer atomok vegyérték elektronkoncentrációi
Példák:
- réz és nikkel megfelel a fenti követelményeknek. Ez a két elem a készítmény minden szintjén teljesen oldódik. Ezen elemek atomsugara összehasonlítható: 0,128 nm (Cu) és 0,125 nm (Ni). Mindkettőnek FCC kristályszerkezete van, elektronegativitásuk 1,9 (Cu) és 1,8 (Ni).
- AlN és GaN bináris félvezetők. Manapság bevett gyakorlat, hogy a háromkomponensű ötvözeteket, például az AlGaN-t többféle kompozícióból készítik különféle elektromos és optikai alkalmazásokhoz. Mindkettőnek ugyanaz a wurtzit kristályszerkezete. Az atomsugár-különbség kevesebb, mint 15\%. Az elektronegativitások 1,5 (Al) és 1,6 (Ga)
Válasz
A szilárd oldhatóság az oldott anyagban (szilárd anyag) az oldószerben (szilárd) oldható mennyiséget jelenti. Más szavakkal, ötletet ad arra, hogy két szilárd anyagot keverjünk össze folyékony állapotukban, majd hűtsük szilárd állapotba. Most a hűtés során megfigyelték, hogy egyes fémek teljesen oldódnak minden lehetséges összetételnél (mondjuk x A mennyiség és y B mennyiség) x és y értéke, és minden lehetséges hőmérsékleten, amelyet kiterjedt oldhatóságnak nevezünk, míg egyesek korlátozott oldhatóságot mutatnak.
Egy görbét ábrázolunk, amelyet oldhatósági görbének nevezünk a hőmérséklet és az összetétel között. Ez a görbe nagyon fontos a különféle ötvözetek előállításához. A működési feltételeknek és követelményeknek megfelelően kiválasztjuk a szükséges összetételt, és az ötvözet képződik az optimális eredmény érdekében. Hasonlóképpen a görbe segít eldönteni az ötvözet mechanikai megmunkálását is annak mechanikai tulajdonságainak javítása érdekében. A Fe-C szilárd oldhatósági görbéje nagyon fontos a különféle típusú acélok előállításához a követelményeknek megfelelően.