大洋島

[拼音]:gurongti

[外文]:solid solution

兩個或多個組元形成的固態溶體。溶質原子加入後並不破壞母相的晶體結構及巨集觀上成分的均勻性。固溶體可區分為三種基本型別──替代式、填隙式和缺位式。

替代式固溶體

晶胞中的原子(或離子)數保持不變,和純溶劑晶胞的原子數相同。它可以是一個元素替代另一個元素,如Ag溶在Au中。或是一個化合物替代另一個化合物,如KCl溶在RbCl中。也可以是一個元素替代一個化合物中的某一元素,如Ir或Nb溶在Ir3Nb中(圖1a,b,c)。有利於形成替代式固溶體的條件是:相互替代的組元應該具有相近的晶胞形狀和大小,原子或離子半徑比不超過約15%(無機化合物可稍大),相同的化學鍵性質和電荷符號,相同的電價等。

填隙式固溶體

晶胞中的原子數大於純溶劑晶胞的原子數。溶質原子佔據在溶劑點陣的間隙。溶劑可能是元素,如C在γ-Fe中的奧氏體(圖2)。也可能是化合物,如Na溶在WO3中。填隙的原子通常是原子半徑較小的非金屬,如H、N、C、B等,填隙的原子可能是單個的,也可能是原子對。

缺位式固溶體

晶胞中的原子數小於純溶劑晶胞的原子數。這種固溶體作為溶劑的只能是化合物。當元素B溶在AmBn化合物中時, B仍佔據AmBn中的B應占位置,而屬於A元素的部分位置空著。

對於離子鍵或共價鍵化合物,當形成缺位式固溶體或填隙式固溶體時,有一組元的原子價要發生變化。

當固溶體的成分發生變化時,固溶體所屬型別可能改變。如以AlNi為基的固溶體,在富Ni部分為替代式固溶體,而富Al部分則為缺位式固溶體。NiSb為基固溶體的富Ni部分為填隙式固溶體,而富Sb部分為缺位式固溶體。

由於固溶體合金的強度硬度比純金屬高,而且有些固溶體可以進行各種不同的熱處理(例如鋼和鋁合金的淬火回火或淬火時效)以改善本身的效能,所以在實際應用中廣泛用作結構材料。