Melhor resposta
Importância da liga:
- A liga geralmente é feita para melhorar a resistência mecânica ou a resistência à corrosão do material. Por exemplo, a prata esterlina é uma liga que contém 92,5\% de prata e 7,5\% de cobre. Em condições ambientais normais, a prata pura é altamente resistente à corrosão, mas também muito macia. A liga com cobre melhora significativamente a resistência mecânica sem afetar a resistência à corrosão.
- Em semicondutores, a liga controla o parâmetro crítico, como o gap. Por exemplo, semicondutores binários como InN, GaN, AlN são conhecidos por suas excelentes propriedades físicas e usos em aplicações ópticas e eletrônicas. O gap dessas ligas binárias varia de InN (~ 1 eV) a GaN (~ 3,4 eV) a AlN (~ 6 eV). Assim, ao fazer uma liga ternária de GaN com índio, como InGaN, é possível abranger o gap de 3,4 eV a 1 eV, de modo que todo o espectro visível possa ser coberto. Hoje, dispositivos ópticos como LED e diodos de laser fabricados usando essas ligas ternárias já estão disponíveis comercialmente.
Solubilidade sólida:
É apenas a capacidade de dissolução de um elemento estranho no cristal hospedeiro. Aqui, o elemento é comumente referido como soluto e o cristal hospedeiro como solvente. Em outras palavras, o solvente representa o elemento que está presente em maior quantidade. Soluto representa o elemento que está presente em uma concentração menor. Uma solução sólida se forma quando os átomos do soluto são adicionados ao solvente, desde que a estrutura cristalina do solvente seja mantida. A capacidade de dissolução do soluto no solvente é chamada de solubilidade sólida. No entanto, a solubilidade do soluto no solvente depende criticamente dos parâmetros dos elementos envolvidos
- Diferença de tamanho atômico:
- Quantidade apreciável de soluto se dissolve no solvente se houver diferença entre os raios atômicos de dois é menor que +/- 15\%. Caso contrário, os átomos de soluto criam distorção de rede significativa do cristal do solvente e uma nova fase se formará
- Estrutura do cristal:
- Para uma solubilidade sólida apreciável, as estruturas cristalinas do soluto e do solvente deve ser o mesmo
- Os outros parâmetros que controlam a solubilidade do sólido são eletronegatividade do soluto e átomos do solvente; concentrações de elétrons de valência de átomos de soluto e solvente
Exemplos:
- cobre e níquel satisfazer todos os requisitos acima. Esses dois elementos são completamente solúveis um no outro em todos os níveis de composição. Os raios atômicos desses elementos são comparáveis: 0,128 nm (Cu) e 0,125 nm (Ni). Ambos têm estrutura cristalina FCC e suas eletronegatividades são 1,9 (Cu) e 1,8 (Ni).
- Semicondutores binários de AlN e GaN. É prática comum hoje fazer ligas ternárias, como AlGaN, de várias composições para várias aplicações elétricas e ópticas. Ambos possuem a mesma estrutura cristalina wurtzita. A diferença dos raios atômicos é inferior a 15\%. As eletronegativas são 1,5 (Al) e 1,6 (Ga)
Resposta
Solubilidade sólida significa a quantidade de soluto (sólido) que é solúvel no solvente (sólido). Em outras palavras, nos dá a ideia de misturar dois sólidos em seu estado líquido e resfriá-los ao estado sólido. Agora, durante o resfriamento, observou-se que alguns metais são completamente solúveis em todas as composições possíveis (digamos x quantidade de A e y quantidade de B) de xey e em todas as temperaturas possíveis conhecidas como solubilidade extensa, enquanto alguns mostram solubilidade limitada.
Uma curva é traçada, chamada de curva de solubilidade entre temperatura e composição. Esta curva é muito essencial para a preparação de várias ligas. De acordo com as condições de serviço e requisitos, a composição necessária é selecionada e a liga é formada para um resultado ideal. Da mesma forma, a curva também ajuda a decidir o trabalho mecânico a ser feito na liga para melhorar suas propriedades mecânicas. A curva de solubilidade sólida de Fe-C é muito importante para a produção de vários tipos de aço de acordo com a exigência.