Migliore risposta
Importanza della lega:
- La lega viene solitamente eseguita per migliorare la resistenza meccanica o la resistenza alla corrosione del materiale. Ad esempio, largento sterling è una lega che contiene il 92,5\% di argento e il 7,5\% di rame. In condizioni ambientali normali, largento puro è altamente resistente alla corrosione, ma anche molto morbido. La lega con rame migliora significativamente la resistenza meccanica senza influire sulla resistenza alla corrosione.
- Nei semiconduttori, la lega controlla il parametro critico come il band gap. Ad esempio, i semiconduttori binari come InN, GaN, AlN sono noti per le loro eccellenti proprietà fisiche e per gli usi in applicazioni ottiche ed elettroniche. Il band gap di queste leghe binarie varia da InN (~ 1 eV) a GaN (~ 3,4 eV) ad AlN (~ 6 eV). Pertanto, creando una lega ternaria di GaN con Indio come InGaN, è possibile estendere il band gap da 3,4 eV a 1 eV, in modo da coprire lintero spettro visibile. Oggi dispositivi ottici come LED e diodi laser fabbricati utilizzando queste leghe ternarie sono già disponibili in commercio.
Solubilità solida:
È solo la capacità di dissolversi di un elemento estraneo nel cristallo ospite. Qui lelemento è comunemente indicato come soluto e il cristallo ospite come solvente. In altre parole, il solvente rappresenta lelemento che è presente in maggiore quantità. Il soluto rappresenta lelemento che è presente in una concentrazione minore. Una soluzione solida si forma quando gli atomi di soluto vengono aggiunti al solvente a condizione che venga mantenuta la struttura cristallina del solvente. La capacità di dissoluzione del soluto nel solvente è chiamata solubilità solida. Tuttavia, la solubilità del soluto nel solvente dipende in modo critico dai parametri degli elementi coinvolti
- Differenza di dimensione atomica:
- Quantità apprezzabile di soluto si dissolve nel solvente se la differenza tra i raggi atomici di due è inferiore a +/- 15\%. Altrimenti gli atomi di soluto creano una significativa distorsione reticolare del cristallo del solvente e si formerà una nuova fase
- Struttura cristallina:
- Per una solubilità solida apprezzabile le strutture cristalline sia del soluto che del solvente deve essere lo stesso
- Gli altri parametri che controllano la solubilità dei solidi sono lelettronegatività degli atomi di soluto e solvente; concentrazioni di elettroni di valenza di atomi di soluto e solvente
Esempi:
- Rame e nichel soddisfare tutti i requisiti di cui sopra. Questi due elementi sono completamente solubili luno nellaltro a tutti i livelli di composizione. I raggi atomici di questi elementi sono comparabili: 0,128 nm (Cu) e 0,125 nm (Ni). Entrambi hanno una struttura cristallina FCC e le loro elettronegatività sono 1,9 (Cu) e 1,8 (Ni).
- Semiconduttori binari AlN e GaN. Oggi è pratica comune produrre leghe ternarie come AlGaN di diverse composizioni per varie applicazioni elettriche ed ottiche. Entrambi hanno la stessa struttura cristallina wurtzite. La differenza dei raggi atomici è inferiore al 15\%. Le elettronegatività sono 1,5 (Al) e 1,6 (Ga)
Risposta
Solubilità solida indica la quantità di soluto (solido) che è solubile in solvente (solido). In altre parole ci dà lidea di mescolare due solidi nel loro stato liquido e raffreddarli allo stato solido. Ora durante il raffreddamento è stato osservato che alcuni metalli sono completamente solubili in ogni possibile composizione (diciamo x quantità di A e y quantità di B) di xey e ad ogni possibile temperatura nota come solubilità estesa, mentre alcuni mostrano una solubilità limitata.
Viene tracciata una curva chiamata curva di solubilità tra temperatura e composizione. Questa curva è molto essenziale per la preparazione di varie leghe. In base alle condizioni di servizio e ai requisiti, viene selezionata la composizione necessaria e la lega viene formata per un risultato ottimale. Allo stesso modo la curva aiuta anche a decidere la lavorazione meccanica da fare sulla lega per migliorarne le proprietà meccaniche. La curva di solubilità solida di Fe-C è molto importante per la produzione di vari tipi di acciaio secondo il requisito.