固溶体是溶质原子溶入溶剂晶格形成的均相多晶固体,其分类方式主要有以下两种:
一、按溶质原子在溶剂晶格中的位置分类
置换固溶体 溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置,直接替代溶剂原子。例如铜镍合金(如黄铜)中,镍原子替代铜原子的位置。此类固溶体要求溶质与溶剂原子半径相近(通常相差≤15%),且原子价相近以维持晶格稳定。
间隙固溶体
溶质原子进入溶剂晶格的间隙位置,不替代结点原子。典型例子包括铁素体(α铁)中的碳原子,以及碳钢中的碳元素。间隙固溶体通常需要溶质原子半径略小于溶剂原子半径。
二、其他分类维度补充说明
按固溶度分类
固溶体可分为有限固溶体(溶质溶解度有限,超过限度会析出)和无限固溶体(溶质与溶剂可无限比例溶解,如部分合金)。- 按溶质原子与溶剂原子的相对分布分类
无序固溶体(如碳钢)中溶质原子分布较随机,有序固溶体(如α铁)中溶质原子排列呈周期性。
工业应用示例:
碳钢以固溶体为基体,碳元素以间隙固溶体形式存在;
铜镍合金属于置换固溶体,镍原子替代铜晶格中的部分位置。
通过以上分类,可以系统理解固溶体的结构特征及其性质差异。
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