Najlepsza odpowiedź
Znaczenie stopu:
- Stopowanie jest zwykle wykonywane w celu poprawy wytrzymałości mechanicznej lub odporności na korozję materiału. Na przykład srebro jest stopem zawierającym 92,5\% srebra i 7,5\% miedzi. W normalnych warunkach otoczenia czyste srebro jest bardzo odporne na korozję, ale także bardzo miękkie. Stapianie z miedzią znacząco poprawia wytrzymałość mechaniczną bez wpływu na odporność na korozję.
- W półprzewodnikach, stopowanie kontroluje krytyczny parametr, taki jak pasmo wzbronione. Na przykład binarne półprzewodniki, takie jak InN, GaN, AlN, są znane ze swoich doskonałych właściwości fizycznych i zastosowań w zastosowaniach optycznych i elektronicznych. Pasmo wzbronione tych stopów binarnych waha się od InN (~ 1 eV) do GaN (~ 3,4 eV) do AlN (~ 6 eV). Tak więc, wykonując trójskładnikowy stop GaN z indem, taki jak InGaN, możliwe jest pokrycie pasma wzbronionego od 3,4 eV do 1 eV, tak że można pokryć całe widmo widzialne. Obecnie urządzenia optyczne, takie jak diody LED i diody laserowe wytwarzane z tych trójskładnikowych stopów, są już dostępne w handlu.
Rozpuszczalność w fazie stałej:
Jest to po prostu zdolność rozpuszczania obcego pierwiastka w krysztale macierzystym. Tutaj pierwiastek jest powszechnie określany jako substancja rozpuszczona, a kryształ macierzysty jako rozpuszczalnik. Innymi słowy, rozpuszczalnik reprezentuje pierwiastek obecny w największej ilości. Substancja rozpuszczona reprezentuje pierwiastek obecny w niewielkim stężeniu. Stały roztwór tworzy się, gdy atomy substancji rozpuszczonej są dodawane do rozpuszczalnika, pod warunkiem, że zachowana jest struktura krystaliczna rozpuszczalnika. Zdolność rozpuszczania substancji rozpuszczonej w rozpuszczalniku nazywa się rozpuszczalnością ciała stałego. Jednak rozpuszczalność substancji rozpuszczonej w rozpuszczalniku krytycznie zależy od parametrów zawartych w niej pierwiastków
- Różnica wielkości atomów:
- Znaczna ilość substancji rozpuszcza się w rozpuszczalniku, jeśli różnica między atomowymi promieniami dwóch jest mniejszy niż +/- 15\%. W przeciwnym razie atomy substancji rozpuszczonej powodują znaczne zniekształcenie sieci krystalicznej rozpuszczalnika i utworzy się nowa faza
- Struktura kryształu:
- Aby uzyskać znaczną rozpuszczalność ciała stałego, struktury krystaliczne zarówno substancji rozpuszczonej, jak i rozpuszczalnika muszą być takie same
- Inne parametry kontrolujące rozpuszczalność ciała stałego to elektroujemność atomów substancji rozpuszczonej i atomów rozpuszczalnika; stężenia elektronów walencyjnych atomów substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika
Przykłady:
- Miedź i nikiel spełniają wszystkie powyższe wymagania. Te dwa pierwiastki są całkowicie rozpuszczalne w sobie na wszystkich poziomach składu. Promienie atomowe tych pierwiastków są porównywalne: 0,128 nm (Cu) i 0,125 nm (Ni). Oba mają strukturę krystaliczną FCC, a ich elektroujemność wynosi 1,9 (Cu) i 1,8 (Ni).
- Półprzewodniki binarne AlN i GaN. Obecnie powszechną praktyką jest wytwarzanie trójskładnikowego stopu, takiego jak AlGaN, o kilku składach do różnych zastosowań elektrycznych i optycznych. Obie mają taką samą strukturę krystaliczną wurtzytu. Różnica w promieniach atomowych jest mniejsza niż 15\%. Elektroujemności wynoszą 1,5 (Al) i 1,6 (Ga)
Odpowiedź
Rozpuszczalność ciała stałego oznacza ilość substancji rozpuszczonej (ciała stałego), która jest rozpuszczalna w rozpuszczalniku (ciało stałe). Innymi słowy, daje nam to pomysł zmieszania dwóch ciał stałych w ich stanie ciekłym i schłodzenia ich do stanu stałego. Teraz podczas chłodzenia zaobserwowano, że niektóre metale są całkowicie rozpuszczalne w każdym możliwym składzie (powiedzmy x ilość A i y ilość B) x i y oraz w każdej możliwej temperaturze znanej jako rozległa rozpuszczalność, podczas gdy niektóre wykazują ograniczoną rozpuszczalność.
Wykreślana jest krzywa zwana krzywą rozpuszczalności między temperaturą a składem. Ta krzywa jest bardzo istotna przy sporządzaniu różnych stopów. Zgodnie z warunkami eksploatacji i wymaganiami dobiera się niezbędny skład i formuje stop w celu uzyskania optymalnych rezultatów. Podobnie krzywa pomaga również zdecydować o obróbce mechanicznej stopu, aby poprawić jego właściwości mechaniczne. Krzywa rozpuszczalności w stanie stałym Fe-C jest bardzo ważna przy produkcji różnych rodzajów stali zgodnie z wymaganiami.