Beste svaret
Betydningen av legering:
- Legering gjøres vanligvis for å forbedre materialets mekaniske styrke eller korrosjonsbestandighet. For eksempel er sterlingsølv en legering som inneholder 92,5\% sølv og 7,5\% kobber. Under normale omgivelsesforhold er rent sølv svært korrosjonsbestandig, men også veldig mykt. Legering med kobber forbedrer den mekaniske styrken betydelig uten å påvirke korrosjonsmotstanden.
- I halvledere styrer legering den kritiske parameteren som båndgap. For eksempel er binære halvledere som InN, GaN, AlN kjent for sine utmerkede fysiske egenskaper og bruksområder i optiske og elektroniske applikasjoner. Båndgapet til disse binære legeringene varierer fra InN (~ 1 eV) til GaN (~ 3,4 eV) til AlN (~ 6 eV). Ved å lage en ternær legering av GaN med Indium som InGaN er det således mulig å spenne båndgapet fra 3,4 eV til 1 eV, slik at hele det synlige spekteret kan dekkes. I dag er optiske enheter som LED og laserdioder produsert med disse ternære legeringene allerede kommersielt tilgjengelige.
Solid løselighet:
Det er bare oppløsningsevnen til et fremmed element i vertskrystallet. Her blir elementet ofte referert til som oppløst stoff og vertskrystallet som løsningsmiddel. Med andre ord representerer løsemiddel elementet som er tilstede i størst mengde. Solute representerer elementet som er tilstede i en mindre konsentrasjon. En fast løsning dannes når de oppløste atomer tilsettes oppløsningsmidlet forutsatt at oppløsningsmiddelkrystallstrukturen opprettholdes. Oppløsningsevnen til oppløst stoff i løsningsmidlet kalles fast løselighet. Løseligheten av oppløst stoff i løsningsmidlet avhenger imidlertid kritisk av parametrene til de involverte elementene.
- Atomisk størrelsesforskjell:
- Merkbar mengde oppløst stoff oppløses i løsningsmidlet hvis forskjellen mellom atomradiene på to er mindre enn +/- 15\%. På annen måte skaper de oppløste atomer signifikant gitterforvrengning av løsemiddelkrystallen, og en ny fase vil danne seg
- Krystallstruktur: må være den samme
- De andre parametrene som styrer fast løselighet er elektronegativitet av oppløste atomer; valenselektronkonsentrasjoner av oppløste atomer og løsningsmiddelatomer
Eksempler:
- Kobber og nikkel oppfyller alle ovennevnte krav. Disse to elementene er fullstendig løselige i hverandre på alle sammensetningsnivåer. Atomeradien til disse elementene er sammenlignbar: 0,128 nm (Cu) og 0,125 nm (Ni). Begge har FCC-krystallstruktur og deres elektronegativiteter er 1,9 (Cu) og 1,8 (Ni).
- AlN og GaN binære halvledere. Det er vanlig praksis i dag å lage ternær legering som AlGaN av flere sammensetninger for forskjellige elektriske og optiske applikasjoner. Begge har samme wurtzittkrystallstruktur. Atomeradiusforskjellen er mindre enn 15\%. Elektronegativiene er 1,5 (Al) og 1,6 (Ga)
Svar
Fast løselighet betyr mengden løselig (fast stoff) som er løselig i løsemiddel (fast stoff). Med andre ord gir det oss ideen om å blande to faste stoffer i flytende tilstand og avkjøle den til fast tilstand. Nå under avkjøling er det observert at noen metaller er oppløselige helt i alle mulige sammensetninger (si x mengde A og y mengde B) av x og y og ved enhver mulig temperatur kjent som omfattende løselighet mens noen viser begrenset løselighet.
En kurve er tegnet som kalles løselighetskurve mellom temperatur og sammensetning. Denne kurven er veldig viktig for fremstilling av forskjellige legeringer. I henhold til servicetilstanden og kravet er nødvendig sammensetning valgt og legering dannet for et optimalt resultat. Tilsvarende hjelper kurven også til å bestemme den mekaniske bearbeidingen som skal utføres på legering for å forbedre dens mekaniske egenskaper. Den faste løselighetskurven til Fe-C er veldig viktig for produksjon av forskjellige typer stål i henhold til kravet.