文档介绍：固溶体
主讲教师:闫尔云
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固溶体的定义
定义:固溶体是指在固态条件下一种组元(组分) “溶解”了其他组元而形成的单相晶态固体。
一般把固溶体中含量较高的组元称为主晶体、基质或溶剂,其他组元称为溶质。
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固溶体和化合物的区别
固溶体是一种或多种原子(分子)部分取代原有结构中的原子(分子)而不改变原有结构的同相晶体;
化合物则是由两种或两种以上不同元素的原子或离子以固定组分形成宏观上均质的物质。
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固溶体与机械混合物的区别
机械混合物:多相体系,各物相保持各自的结构和性质;
固溶体:均匀的单相,其结构与掺杂物无关,性质与基质晶体有着显著的不同。
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固溶体的分类
1. 按杂质在固溶体中的位置
A 取代(置换)型固溶体:杂质原子或离子直接代替母体结构中带相同电性的原子或离子。
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固溶体的分类
B 填隙型固溶体:溶质原子进入主晶体晶格的间隙位置。
在金属体系中比较常见,如原子半径较小的H、C、B、N等进入金属晶格的间隙。
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固溶体的分类
2. 按杂质原子/离子在晶体中溶解度划分:
A 无限固溶体(连续固溶体或完全互溶固溶体)
B 有限固溶体(不连续固溶体或部分互溶固溶体)
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无限固溶体:溶质和溶剂两种晶体可以按任意比例无限制的相互溶解,即溶质的溶解度可达100%。
(NixMg1-x)O x=0-1
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如果杂质原子在固溶体中的溶解度是有限的,存在一个溶解度极限,这样的固溶体就称为有限固溶体。
MgO-CaO体系 Mg2+ nm
Ca2+ nm
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取代型固溶体
从热力学的观点,杂质原子进入晶格将引起熵增并导致体系自由能下降。因此当T>0K时,任何外来杂质均有一定的溶解度。
影响取代型固溶体溶解度的因素以及影响程度,至今仍不能严格的定量计算,但已有若干经验定律可供参考。
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