Cel mai bun răspuns
Semnificația alierii:
- Aliajul se face de obicei pentru a îmbunătăți rezistența mecanică sau rezistența la coroziune a materialului. De exemplu, argintul este un aliaj care conține 92,5\% argint și 7,5\% cupru. În condiții normale de mediu, argintul pur este foarte rezistent la coroziune, dar și foarte moale. Alierea cu cupru îmbunătățește semnificativ rezistența mecanică, fără a afecta rezistența la coroziune. De exemplu, semiconductorii binari precum InN, GaN, AlN sunt cunoscuți pentru proprietățile fizice excelente și utilizările lor în aplicații optice și electronice. Distanța de bandă a acestor aliaje binare variază de la InN (~ 1 eV) la GaN (~ 3,4 eV) la AlN (~ 6 eV). Astfel, realizând un aliaj ternar de GaN cu Indiu, cum ar fi InGaN, este posibil să se întindă intervalul de bandă de la 3,4 eV la 1 eV, astfel încât întregul spectru vizibil să poată fi acoperit. Astăzi, dispozitivele optice, cum ar fi LED-urile și diodele laser fabricate folosind aceste aliaje ternare, sunt deja disponibile comercial.
Solubilitate solidă:
Este doar capacitatea de dizolvare a unui element străin în cristalul gazdă. Aici elementul este denumit în mod obișnuit sub formă de solut și cristalul gazdă ca solvent. Cu alte cuvinte, solventul reprezintă elementul care este prezent în cea mai mare cantitate. Solutul reprezintă elementul care este prezent într-o concentrație minoră. O soluție solidă se formează atunci când atomii de solut sunt adăugați la solvent cu condiția menținerii structurii cristaline a solventului. Capacitatea de dizolvare a solutului în solvent se numește solubilitate solidă. Cu toate acestea, solubilitatea solutului în solvent depinde în mod critic de parametrii elementelor implicate
- Diferența de dimensiune atomică:
- Cantitatea apreciabilă de dizolvat se dizolvă în solvent dacă diferența între razele atomice a două este mai mică de +/- 15\%. Altfel înțeles, atomii de solut creează o distorsiune semnificativă a rețelei cristalului solvent și se va forma o nouă fază
- Structură cristalină:
- Pentru o solubilitate solidă apreciabilă, structurile cristaline atât ale solventului, cât și ale solventului trebuie să fie aceiași
- Ceilalți parametri care controlează solubilitatea solidă sunt electronegativitatea atomilor de solut și solvent; concentrațiile de electroni de valență ale atomilor de solut și solvent
Exemple:
- Cupru și nichel să îndeplinească toate cerințele de mai sus. Aceste două elemente sunt complet solubile între ele la toate nivelurile de compoziție. Razele atomice ale acestor elemente sunt comparabile: 0,128 nm (Cu) și 0,125 nm (Ni). Ambele au structură cristalină FCC și electronegativitățile lor sunt 1,9 (Cu) și 1,8 (Ni).
- AlN și GaN semiconductori binari. Este o practică obișnuită astăzi să se realizeze aliaje ternare precum AlGaN din mai multe compoziții pentru diverse aplicații electrice și optice. Ambele au aceeași structură cristalină wurtzite. Diferența de rază atomică este mai mică de 15\%. Electronegativitățile sunt 1,5 (Al) și 1,6 (Ga)
Răspuns
Solubilitatea solidă înseamnă cantitatea de solut (solid) care este solubil în solvent (solid). Cu alte cuvinte, ne oferă ideea de a amesteca două solide în starea lor lichidă și de a le răci la starea solidă. Acum, în timpul răcirii, a observat că unele metale sunt solubile complet la fiecare compoziție posibilă (să zicem cantitatea de A și cantitatea de y de B) de x și y și la fiecare temperatură posibilă cunoscută sub numele de solubilitate extinsă, în timp ce unele prezintă o solubilitate limitată.
Se trasează o curbă care se numește curbă de solubilitate între temperatură și compoziție. Această curbă este foarte esențială pentru prepararea diferitelor aliaje. Conform condițiilor de serviciu și cerințelor este selectată compoziția necesară și aliajul este format pentru un rezultat optim. În mod similar, curba ajută, de asemenea, să decidă lucrarea mecanică care trebuie efectuată pe aliaj pentru a-și îmbunătăți proprietățile mecanice. Curba de solubilitate solidă a Fe-C este foarte importantă pentru producerea diferitelor tipuri de oțel conform cerințelor.