Der Hauptunterschied zwischen substitutioneller und interstitieller fester Lösung besteht darin, dass die substitutionelle feste Lösung bei ihrer Bildung die Substitution eines Lösungsmittelatoms durch ein gelöstes Atom beinh altet. Im Gegensatz dazu findet bei der Bildung interstitieller fester Lösungen keine Verdrängung von Lösungsmittelatomen durch Atome gelöster Stoffe statt, stattdessen treten die Moleküle gelöster Stoffe in die Löcher zwischen Lösungsmittelatomen ein.
Eine feste Lösung ist eine Festkörperlösung von einem oder mehreren gelösten Stoffen in demselben Lösungsmittel. Dort treten zwei oder mehr Elemente im festen Zustand auf. Wir nennen es eher eine Lösung als eine Verbindung, da die Kristallstruktur des Lösungsmittels bei der Zugabe von gelösten Stoffen unverändert bleibt. Bei der Mischkristallverfestigung kann die Festigkeit von reinem Metall durch Zulegieren eines anderen Elements erhöht werden. Wir können dies tun, indem wir eine feste Lösung bilden. Je nach Legierungselement gibt es zwei Formen von Mischkristallen als substitutionelle und interstitielle Mischkristalle.
Was ist eine feste Substitutionslösung?
Substitutionelle feste Lösungen sind Festkörperlösungen, die entstehen, wenn die gelösten Atome die Lösungsmittelatome ersetzen. Um diese Art von fester Lösung zu bilden, sollten die gelösten Atome groß genug sein, um die Lösungsmittelatome im Gitter zu ersetzen. Die gelösten Atome werden substitutionell in das Gitter eingebaut, indem sie die Atome an bestimmten Positionen des Gitters ersetzen. Hier haben einige Legierungselemente gelöste Atome, die Lösungsmittelatome nur in geringen Mengen ersetzen können, während es einige Legierungselemente gibt, die Lösungsmittelatome in der gesamten festen Lösung ersetzen können.
Diese Art von fester Lösung entsteht, wenn die Atome des gelösten Stoffes und des Lösungsmittels nahezu ähnliche Atomgrößen haben. Außerdem können hohe Temperaturen diese Ersetzungen erhöhen. Darüber hinaus gibt es zwei Formen von festen Substitutionslösungen, nämlich; geordnete und ungeordnete feste Lösungen. Eine geordnete feste Lösung bildet sich, wenn die gelösten Atome die Lösungsmittelatome an einer bevorzugten Stelle des Lösungsmittelgitters ersetzen. Beispiel: Cu-Au-System. Ungeordnete feste Lösungen bilden sich, wenn die gelösten Atome zufällig die Lösungsmittelatome im Gitter ersetzen.
Was ist eine interstitielle feste Lösung?
Interstitielle feste Lösungen sind Festkörperlösungen, die sich bilden, wenn gelöste Atome in die Löcher zwischen den Lösungsmittelatomen des Gitters eindringen. Dort sind die gelösten Atome klein genug, um in diese Löcher einzudringen. Wir nennen diese Löcher Interstitial Sites.
Abbildung 01: Eine interstitielle feste Lösung
Dieser Prozess schwächt die Bindungen zwischen Lösungsmittelatomen. Dadurch verformt sich das Gitter. Dazu sollte die Atomgröße der gelösten Atome weniger als 40 % der Größe der Lösungsmittelatome betragen. Die gelösten Atome treten interstitiell in das Gitter ein. Die einzigen Elemente, die solche festen Lösungen bilden können, sind H, Li, Na und B.
Was ist der Unterschied zwischen Substitutions- und interstitieller fester Lösung?
Substitutionelle feste Lösungen sind Festkörperlösungen, die entstehen, wenn die gelösten Atome die Lösungsmittelatome ersetzen. Diese Art von festen Lösungen bildet sich nur, wenn die gelösten Atome groß genug sind, um die Lösungsmittelatome im Gitter zu ersetzen. Darüber hinaus ist die Atomgröße von gelösten Stoffen fast ähnlich der Größe von Lösungsmittelatomen. Interstitielle feste Lösungen sind Festkörperlösungen, die sich bilden, wenn gelöste Atome in die Löcher zwischen Lösungsmittelatomen des Gitters eindringen. Diese festen Lösungen bilden sich nur, wenn die gelösten Atome klein genug sind, um in die Löcher des Gitters einzudringen. Außerdem sollte die Atomgröße von gelösten Atomen etwa 40 % der Größe von Lösungsmittelatomen betragen, um diese Art von Gitter zu bilden. Dies ist der Hauptunterschied zwischen substitutioneller und interstitieller fester Lösung.
Zusammenfassung – Substitutionelle vs. interstitielle feste Lösung
Feste Lösungen sind Lösungen im festen Zustand, die zwei oder mehr Arten von Elementen in derselben Mischung im festen Zustand enth alten. Es gibt zwei Formen von festen Lösungen als substitutionelle und interstitielle feste Lösungen entsprechend der Art und Weise, wie sie sich bilden. Der Unterschied zwischen substitutionellen und interstitiellen festen Lösungen besteht darin, dass bei der Bildung einer substitutionellen festen Lösung ein Lösungsmittelatom durch ein gelöstes Atom ersetzt wird, während bei der Bildung interstitieller fester Lösungen keine Verdrängung von Lösungsmittelatomen durch gelöste Atome stattfindet Stattdessen treten die gelösten Moleküle in die Löcher zwischen den Lösungsmittelatomen ein.
