Pagrindinis skirtumas tarp pakaitinio ir intersticinio kietojo tirpalo yra tas, kad pakaitiniame kietajame tirpale tirpiklio atomas pakeičiamas tirpiosios medžiagos atomu. Priešingai, formuojant intersticinius kietus tirpalus tirpiklio atomai nepasikeičia tirpiųjų medžiagų atomais, o ištirpusios medžiagos molekulės patenka į skyles tarp tirpiklio atomų.
Kietas tirpalas yra vieno ar daugiau ištirpusių medžiagų kietasis tirpalas tame pačiame tirpiklyje. Ten du ar daugiau elementų atsiranda kietoje būsenoje. Mes tai vadiname tirpalu, o ne junginiu, nes tirpiklio kristalinė struktūra išlieka nepakitusi, pridėjus tirpių medžiagų. Stiprinant kietu tirpalu gryno metalo stiprumą galima padidinti legiruojant kitą elementą. Tai galime padaryti sudarant kietą tirpalą. Priklausomai nuo legiravimo elemento, yra dviejų formų kietieji tirpalai: pakaitiniai ir intersticiniai kietieji tirpalai.
Kas yra pakaitinis kietas sprendimas?
Pakaitiniai kietieji tirpalai yra kietojo kūno tirpalai, susidarantys, kai tirpios medžiagos atomai pakeičia tirpiklio atomus. Norint sudaryti tokį kietą tirpalą, ištirpusių medžiagų atomai turėtų būti pakankamai dideli, kad pakeistų tirpiklio atomus grotelėje. Ištirpusių medžiagų atomai į gardelę įtraukiami pakaitalais, pakeičiant atomus tam tikrose gardelės padėtyse. Čia kai kurie legiravimo elementai turi tirpių atomų, kurie gali pakeisti tirpiklio atomus tik nedideliais kiekiais, o kai kurie legiravimo elementai gali pakeisti tirpiklio atomus visame kietame tirpale.
Šio tipo kietieji tirpalai susidaro, kai tirpios medžiagos ir tirpiklio atomai yra beveik panašaus dydžio. Be to, aukšta temperatūra gali padidinti šių pakaitalų skaičių. Be to, yra dvi pakaitinių kietųjų tirpalų formos; tvarkingi ir netvarkingi kietieji tirpalai. Tvarkingas kietas tirpalas susidaro, kai tirpiklio atomai pakeičia tirpiklio atomus pageidaujamoje tirpiklio gardelės vietoje. Pvz.: Cu-Au sistema. Netvarkingi kietieji tirpalai susidaro, kai ištirpusių medžiagų atomai atsitiktinai pakeičia tirpiklio atomus gardelėje.
Kas yra tarpinio puslapio tvirtas sprendimas?
Intersticiniai kietieji tirpalai yra kietojo kūno tirpalai, kurie susidaro, kai ištirpusių medžiagų atomai patenka į skyles tarp gardelės tirpiklio atomų. Ten ištirpusių medžiagų atomai yra pakankamai maži, kad galėtų patekti į šias skyles. Šias skyles vadiname tarpinio puslapio svetainėmis.
01 pav.: Tvirtas tarpinio puslapio sprendimas
Šis procesas susilpnina ryšius tarp tirpiklio atomų. Taigi, gardelė deformuojasi. Kad tai įvyktų, ištirpusių medžiagų atomų dydis turėtų būti mažesnis nei 40% tirpiklio atomų dydžio. Ištirpusių medžiagų atomai intersticiškai patenka į gardelę. Vieninteliai elementai, galintys sudaryti tokio tipo kietus tirpalus, yra H, Li, Na ir B.
Kuo skiriasi pakaitinis ir intersticinis kietas tirpalas?
Pakaitiniai kietieji tirpalai yra kietojo kūno tirpalai, susidarantys, kai tirpios medžiagos atomai pakeičia tirpiklio atomus. Šio tipo kietieji tirpalai susidaro tik tada, kai ištirpusių medžiagų atomai yra pakankamai dideli, kad pakeistų tirpiklio atomus grotelėje. Be to, ištirpusių medžiagų atominis dydis yra beveik panašus į tirpiklio atomų dydį. Intersticiniai kietieji tirpalai yra kietojo kūno tirpalai, kurie susidaro, kai ištirpusių medžiagų atomai patenka į skyles tarp gardelės tirpiklių atomų. Šie kietieji tirpalai susidaro tik tuo atveju, jei ištirpusių medžiagų atomai yra pakankamai maži, kad galėtų patekti į gardelės skylutes. Be to, norint sudaryti tokio tipo gardelę, ištirpusių medžiagų atomų atominis dydis turėtų būti apie 40% tirpiklio atomų dydžio. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp pakaitinio ir tarpinio kietojo tirpalo.
Santrauka – pakaitinis ir tarpinio puslapio tvirtas sprendimas
Kietieji tirpalai yra kietojo kūno tirpalai, kuriuose yra dviejų ar daugiau tipų elementų tame pačiame kietojo kūno mišinyje. Yra dvi kietųjų tirpalų formos, kaip pakaitiniai ir intersticiniai kietieji tirpalai, atsižvelgiant į jų susidarymo būdą. Skirtumas tarp pakaitinio ir intersticinio kieto tirpalo yra tas, kad formuojant pakaitinį kietąjį tirpalą tirpiklio atomas pakeičiamas tirpiosios medžiagos atomu, o formuojant intersticinius kietus tirpalus tirpiklio atomai nekeičiami tirpių atomais. Vietoj to, ištirpusios medžiagos molekulės patenka į skyles tarp tirpiklio atomų.
