La diferència clau entre la solució sòlida substitutiva i intersticial és que la solució sòlida substitutiva implica la substitució d'un àtom de dissolvent per un àtom de solut, en la seva formació. Al contrari, no hi ha un desplaçament dels àtoms de dissolvent per àtoms de solut en la formació de solucions sòlides intersticials, en canvi, les molècules de solut entren als forats entre els àtoms de dissolvent.
Una solució sòlida és una solució en estat sòlid d'un o més soluts en el mateix dissolvent. Allà es produeixen dos o més elements en estat sòlid. L'anomenem solució en lloc de compost perquè l'estructura cristal·lina del dissolvent es manté in alterada amb l'addició de soluts. En el procés d'enfortiment de la solució sòlida, la força del metall pur es pot augmentar mitjançant l'aliatge d'un altre element. Ho podem fer formant una solució sòlida. Depenent de l'element d'aliatge, hi ha dues formes de solucions sòlides com a solucions sòlides substitutives i intersticials.
Què és la solució sòlida substitutiva?
Les solucions sòlides substitutives són solucions en estat sòlid que es formen quan els àtoms de solut substitueixen els àtoms de dissolvent. Per tal de formar aquest tipus de solució sòlida, els àtoms de solut haurien de ser prou grans com per substituir els àtoms de dissolvent de la xarxa. Els àtoms de solut s'incorporen a la xarxa de manera substitutiva mitjançant la substitució dels àtoms en posicions particulars de la xarxa. Aquí, alguns elements d'aliatge tenen àtoms de solut que només són capaços de substituir àtoms de dissolvent en petites quantitats, mentre que hi ha alguns elements d'aliatge que poden substituir àtoms de dissolvent a tota la solució sòlida.
Aquest tipus de solució sòlida es forma quan els àtoms de solut i dissolvent tenen mides atòmiques gairebé similars. A més, les altes temperatures poden augmentar aquestes substitucions. A més, hi ha dues formes de solucions sòlides substitutives a saber; solucions sòlides ordenades i desordenades. Una solució sòlida ordenada es forma quan els àtoms de solut substitueixen els àtoms de dissolvent en un lloc preferit de la xarxa de dissolvents. Ex: sistema Cu-Au. Les solucions sòlides desordenades es formen quan els àtoms de solut substitueixen aleatòriament els àtoms de dissolvent de la xarxa.
Què és la solució sòlida intersticial?
Les solucions sòlides intersticials són solucions en estat sòlid que es formen quan els àtoms de solut entren als forats entre els àtoms de dissolvent de la xarxa. Allà, els àtoms de solut són prou petits per entrar en aquests forats. A aquests forats els anomenem llocs intersticials.
Figura 01: una solució sòlida intersticial
Aquest procés debilita els enllaços entre els àtoms de dissolvent. Així, la gelosia es deforma. Perquè això passi, la mida atòmica dels àtoms de solut hauria de ser inferior al 40% de la mida dels àtoms de dissolvent. Els àtoms de solut entren a la xarxa intersticialment. Els únics elements capaços de formar aquest tipus de solucions sòlides són H, Li, Na i B.
Quina diferència hi ha entre la solució sòlida substitutiva i la intersticial?
Les solucions sòlides substitutives són solucions en estat sòlid que es formen quan els àtoms de solut substitueixen els àtoms de dissolvent. Aquest tipus de solucions sòlides només es formen si els àtoms de solut són prou grans com per substituir els àtoms de dissolvent de la xarxa. A més, la mida atòmica dels soluts és gairebé similar a la mida dels àtoms de dissolvent. Les dissolucions sòlides intersticials són solucions en estat sòlid que es formen quan els àtoms de solut entren als forats entre els àtoms dissolvents de la xarxa. Aquestes solucions sòlides només es formen si els àtoms de solut són prou petits per entrar als forats de la xarxa. A més, la mida atòmica dels àtoms de solut hauria de ser al voltant del 40% de la mida dels àtoms de dissolvent per tal de formar aquest tipus de xarxa. Aquesta és la diferència principal entre la solució sòlida substitutiva i intersticial.
Resum: solució sòlida substitutiva vs intersticial
Les solucions sòlides són les solucions en estat sòlid que tenen dos o més tipus d'elements en la mateixa mescla d'estat sòlid. Hi ha dues formes de solucions sòlides com a solucions sòlides substitutives i intersticials segons la forma en què es forma. La diferència entre la solució sòlida substitutiva i intersticial és que, en la formació d'una solució sòlida substitutiva, implica la substitució d'un àtom de dissolvent per un àtom de solut, mentre que en la formació de solucions sòlides intersticials, no hi ha desplaçament d'àtoms de dissolvent per àtoms de solut., en canvi, les molècules de solut entren als forats entre els àtoms de dissolvent.
