Het belangrijkste verschil tussen vervangende en interstitiële vaste oplossing is dat de vervangende vaste oplossing de vervanging van een oplosmiddelatoom door een opgelost atoom in zijn vorming omvat. Integendeel, er is geen verplaatsing van oplosmiddelatomen door opgeloste atomen bij de vorming van interstitiële vaste oplossingen, in plaats daarvan komen de opgeloste moleculen de gaten tussen oplosmiddelatomen binnen.
Een vaste oplossing is een vaste-stofoplossing van een of meer opgeloste stoffen in hetzelfde oplosmiddel. Daar komen twee of meer elementen voor in de vaste toestand. We noemen het een oplossing in plaats van een verbinding omdat de kristalstructuur van het oplosmiddel onveranderd blijft met de toevoeging van opgeloste stoffen. Tijdens het versterken van de vaste oplossing kan de sterkte van puur metaal worden verhoogd door een ander element te legeren. We kunnen dit doen door een solide oplossing te vormen. Afhankelijk van het legeringselement zijn er twee vormen van vaste oplossingen als vervangende en interstitiële vaste oplossingen.
Wat is een vervangende vaste oplossing?
Substitutionele vaste oplossingen zijn vaste-stofoplossingen die ontstaan wanneer de opgeloste atomen de oplosmiddelatomen vervangen. Om dit soort vaste oplossing te vormen, moeten de opgeloste atomen groot genoeg zijn om de oplosmiddelatomen in het rooster te vervangen. De opgeloste atomen worden substituut in het rooster opgenomen door de atomen op bepaalde posities van het rooster te vervangen. Hier hebben sommige legeringselementen opgeloste atomen die alleen in kleine hoeveelheden oplosmiddelatomen kunnen vervangen, terwijl er enkele legeringselementen zijn die oplosmiddelatomen overal in de vaste oplossing kunnen vervangen.
Dit type vaste oplossing wordt gevormd wanneer de opgeloste stof en de oplosmiddelatomen bijna dezelfde atomaire afmetingen hebben. Bovendien kunnen hoge temperaturen deze vervangingen verhogen. Bovendien zijn er twee vormen van vervangende vaste oplossingen namelijk; geordende en ongeordende solide oplossingen. Een geordende vaste oplossingsvorm wanneer de opgeloste atomen de oplosmiddelatomen vervangen op een voorkeursplaats van het oplosmiddelrooster. Bijv.: Cu-Au-systeem. Ongeordende vaste oplossingen ontstaan wanneer de opgeloste atomen willekeurig de oplosmiddelatomen in het rooster vervangen.
Wat is Interstitial Solid Solution?
Interstitiële vaste oplossingen zijn vaste-stofoplossingen die worden gevormd wanneer opgeloste atomen de gaten tussen oplosmiddelatomen van het rooster binnendringen. Daar zijn de opgeloste atomen klein genoeg om in deze gaten te komen. We noemen deze gaten interstitiële sites.
Figuur 01: Een interstitiële solide oplossing
Dit proces verzwakt de bindingen tussen oplosmiddelatomen. Het rooster vervormt dus. Om dit te laten gebeuren, moet de atoomgrootte van opgeloste atomen minder zijn dan 40% van de grootte van oplosmiddelatomen. De opgeloste atomen komen interstitieel het rooster binnen. De enige elementen die dit soort vaste oplossingen kunnen vormen, zijn H, Li, Na en B.
Wat is het verschil tussen vervangende en interstitiële vaste oplossing?
Substitutionele vaste oplossingen zijn vaste-stofoplossingen die ontstaan wanneer de opgeloste atomen de oplosmiddelatomen vervangen. Dit type vaste oplossingen vormt zich alleen als de opgeloste atomen groot genoeg zijn om de oplosmiddelatomen in het rooster te vervangen. Bovendien is de atoomgrootte van opgeloste stoffen bijna gelijk aan de grootte van oplosmiddelatomen. Interstitiële vaste oplossingen zijn vaste-stofoplossingen die worden gevormd wanneer opgeloste atomen de gaten tussen de oplosmiddelatomen van het rooster binnendringen. Deze vaste oplossingen vormen zich alleen als de opgeloste atomen klein genoeg zijn om de gaten van het rooster binnen te gaan. Bovendien moet de atoomgrootte van opgeloste atomen ongeveer 40% van de grootte van oplosmiddelatomen zijn om dit type rooster te vormen. Dit is het belangrijkste verschil tussen vervangende en interstitiële vaste oplossing.
Samenvatting – Vervangende versus interstitiële solide oplossing
Vaste oplossingen zijn de vaste-stofoplossingen die twee of meer soorten elementen in hetzelfde vaste-stofmengsel hebben. Er zijn twee vormen van vaste oplossingen als vervangende en interstitiële vaste oplossingen, afhankelijk van de manier waarop het zich vormt. Het verschil tussen vervangende en interstitiële vaste oplossing is dat bij de vorming van een vervangende vaste oplossing, het de vervanging van een oplosmiddelatoom door een opgelost atoom inhoudt, terwijl bij de vorming van interstitiële vaste oplossingen er geen verdringing is van oplosmiddelatomen door opgeloste atomen in plaats daarvan komen de opgeloste moleculen de gaten tussen de oplosmiddelatomen binnen.
