ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Твердый раствор на основе одного из компонентов сплава из "Металловедение Издание 4 1966 " Химический или спектральный анализ показывает в твердых растворах наличие двух элементов или более, тогда как по данным металлографического анализа такой сплав, как и чистый металл, имеет однородные зерна (рис. 60). Рентгеновский анализ обнаруживает в твердом растворе, как и у чистого металла, только один тип решетки. [c.62] Следовательно, в отличие от механической смеси твердый раствор является однофазным, состоит из одного вида кристаллов, имеет одну кристаллическую решетку, в отличие от химического соединения твердый раствор существует не при строго определенном соотношении компонентов, а в интервале концентраций. [c.62] Строение твердых растворов на основе одного из компонентов сплава таково, что в решетку основного металла — растворителя входят атомы растворенного вещества. Здесь возможны два принципиально различных случая. [c.62] При образовании растворов и внедрения, и замещения атомы растворенного компонента распределяются в решетке растворителя беспорядочно. [c.63] Если раствор содержит в среднем гЧ о компонента / , то в каком-то объеме металла может оказаться компонента Л больше или меньше х% (рис. 62). Отклонения состава твердого раствора в отдельных весьма малых объемах от среднего состава называются флуктуациями. Общая теория флуктуаций разработана польским ученым Смолуховским и пщроко используется в теоретическом металловедении. Вероятность существования участка с каким-то отклонением концентрации компонента В от средней тем меньше, чем больше величина этого отклонения. [c.63] Одпако если мы примем во внимание огромное количество атомов, составляющих кристалл, то можно ожидать, что в объеме одного кристалла существует очень много лгалых по размеру участков с весьма значительным отклонением от среднего содержания. [c.63] Как впервые указал С. Т. Конобеевский, представления о флуктуациях весьма важны для нопимания процесса зарождения кристаллов новой фазы, по концентрации сильно отличающейся от исходной. [c.63] При образовании твердого раствора сохраняется решетка одного из элементов и этот элемент называется растворителем. Атомы растворен-Hoi o вещества пска кают и изменяют средние размеры элементарной ячейки растворителя. [c.63] Измоиопие параметров решетки при образовании твердых растворов — весьма важный момент, определяюш,ий изменение свойств. [c.64] Твердые растворы замещения могут быть ограниченные и неограниченные. При иеограничеииой растворимости любое количество атомов А может быть заменено атомами В. Следовательно, если увеличивается концентрация атомов В, то все больше и больше атомов В будет находиться в узлах решетки вместо атомов А до тех пор, пока все атомы А не будут заменены атомами В и, таким образом, как бы плавно совершится переход от металла А к металлу В (рис. 65). Это, конечно, возмолгао при условии, если оба металла имеют одинаковую кристаллическую структуру, т. е. оба компонента являются изоморфными. [c.64] Если у двух металлов с одинаковыми кристаллическими решетками сильно различаются атомные радиусы, то образование твердых растворов между этими металлами ведет к сильным искажениям кристаллической решетки, что приводит к накоплению в решетке упругой энергии. Когда это искажение достигнет определенной величины, кристалд[и-ческая решетка становится неустойчиво и наступает предел растворимости. [c.65] вторым условием образования неограниченных твердых растворов является достаточно малое различие атомных размеров компонентов. [c.65] Наконец, замечено, что неограниченная растворимость наблюдается преимцщественно у элементов, близко расположенных друг от друга в периодической таблице Д. И. Менделеева, т. е. близких друг к другу по строению валентной оболочки атомов, по физической природе. [c.65] Если сплавляемые металлы припадлежат к далеко расположенным друг от друга группам периодической системы и поэтому имеют различную физическую природу, то они часто более склонны к образованию химических соедипенн , а не твердых растворов. [c.65] Перечисленные условия необходимы для образования неограниченных рядов твердых растворов, но в некоторых случаях (например, систедш Ag—Си), несмотря на соблюдение этих условий, неограниченной растворимости не наблюдается. [c.65] Если два металла перечисленным выше условиям пе отвечают, то они могут ограниченно растворяться друг в друге. Замечено, что растворимость тем меньше, чем больше различие в размерах атомов и в свойствах компонентов, образующих раствор. Ограниченная растворимость в большинстве случаев уменьшается с пони 1 ением температуры. [c.65] Условимся в дальнейшем твердые растворы обозначать символом А (В), где А — растворитель (металл, решетка которого сохранилась в твердом растворе), а В — растворимый элелшнт. Для неограниченных твердых растворов обозначения А (В) и В А) однозначны, но для ограниченных твердых растворов раствор А (В) есть раствор В а А, раствор В (4) — раствор А ъ В у первого раствора решетка /1, а у второго В, т. е. эти растворы существенно различны. [c.65] Вернуться к основной статье