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[拼音]:gurongti

[外文]:solid solution

两个或多个组元形成的固态溶体。溶质原子加入后并不破坏母相的晶体结构及巨集观上成分的均匀性。固溶体可区分为三种基本型别──替代式、填隙式和缺位式。

替代式固溶体

晶胞中的原子(或离子)数保持不变,和纯溶剂晶胞的原子数相同。它可以是一个元素替代另一个元素,如Ag溶在Au中。或是一个化合物替代另一个化合物,如KCl溶在RbCl中。也可以是一个元素替代一个化合物中的某一元素,如Ir或Nb溶在Ir3Nb中(图1a,b,c)。有利于形成替代式固溶体的条件是:相互替代的组元应该具有相近的晶胞形状和大小,原子或离子半径比不超过约15%(无机化合物可稍大),相同的化学键性质和电荷符号,相同的电价等。

填隙式固溶体

晶胞中的原子数大于纯溶剂晶胞的原子数。溶质原子佔据在溶剂点阵的间隙。溶剂可能是元素,如C在γ-Fe中的奥氏体(图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径较小的非金属,如H、N、C、B等,填隙的原子可能是单个的,也可能是原子对。

缺位式固溶体

晶胞中的原子数小于纯溶剂晶胞的原子数。这种固溶体作为溶剂的只能是化合物。当元素B溶在AmBn化合物中时, B仍佔据AmBn中的B应占位置,而属于A元素的部分位置空著。

对于离子键或共价键化合物,当形成缺位式固溶体或填隙式固溶体时,有一组元的原子价要发生变化。

当固溶体的成分发生变化时,固溶体所属型别可能改变。如以AlNi为基的固溶体,在富Ni部分为替代式固溶体,而富Al部分则为缺位式固溶体。NiSb为基固溶体的富Ni部分为填隙式固溶体,而富Sb部分为缺位式固溶体。

由于固溶体合金的强度硬度比纯金属高,而且有些固溶体可以进行各种不同的热处理(例如钢和铝合金的淬火回火或淬火时效)以改善本身的效能,所以在实际应用中广泛用作结构材料。

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