Kluczowa różnica między związkami międzymetalicznymi a stopami w roztworze stałym polega na tym, że związki międzymetaliczne mają jednorodną strukturę, podczas gdy stopy w roztworze stałym mają strukturę niejednorodną.
Związki międzymetaliczne to substancje składające się z faz stałych, które zawierają dwa lub więcej pierwiastków metalicznych lub półmetalicznych ułożonych w uporządkowaną strukturę. Stopy w roztworze stałym są rodzajem materiału stopowego, który ma na celu poprawę wytrzymałości czystego metalu.
Czym są związki międzymetaliczne?
Związki międzymetaliczne to substancje składające się z faz stałych i zawierające dwa lub więcej pierwiastków metalicznych lub półmetalicznych ułożonych w uporządkowaną strukturę. Materiały te możemy nazwać stopami międzymetalicznymi lub międzymetalicznymi. Często związki te mają dobrze określoną i ustaloną stechiometrię. Ogólnie związki międzymetaliczne są twarde i kruche, posiadają właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach. Możemy sklasyfikować te związki jako stechiometryczne i niestechiometryczne związki międzymetaliczne.
Rozważając właściwości i zastosowania tych związków, zazwyczaj mają one wysokie temperatury topnienia i są kruche w temperaturze pokojowej. Mogą występować tryby rozszczepiania lub pękania międzykrystalicznego związków międzymetalicznych ze względu na ograniczone niezależne układy poślizgu, które są potrzebne do odkształcenia plastycznego. Mogą jednak występować również ciągliwe tryby pękania związków międzymetalicznych. Tę plastyczność można poprawić w tych związkach poprzez stopowanie innych materiałów, takich jak bor, co może poprawić spójność granic ziaren.
Niektóre typowe przykłady związków międzymetalicznych obejmują materiały magnetyczne, takie jak alnico, sendust i Permendur, nadprzewodniki, takie jak fazy A15 i niob-cyna, stopy z pamięcią kształtu itp. Związki międzymetaliczne, które możemy znaleźć w historii, to rzymski żółty mosiądz, chiński brąz wysokocynowy i metal typu SbSn.
Czym są stopy w stanie stałym?
Stopy w roztworze stałym to rodzaj materiału stopowego, który został stworzony w celu zwiększenia wytrzymałości czystego metalu. Proces wytwarzania stopu w roztworze stałym jest znany jako wzmacnianie w roztworze stałym. Proces ten jest realizowany przez dodanie atomów jednego pierwiastka do struktury krystalicznej innego pierwiastka, przy czym pierwszy pierwiastek jest nazywany pierwiastkiem stopowym, a drugi metalem nieszlachetnym. Ten dodatek tworzy stałe rozwiązanie.
Rysunek 01: Substytucyjne rozwiązanie stałe
Na ogół dodanie pierwiastka stopowego powoduje lokalną niejednorodność czystego metalu. To sprawia, że deformacja plastyczna jest utrudniona przez zbliżający się ruch dyslokacyjny przez pola naprężeń. Z drugiej strony, dodawanie stopu poza granicę rozpuszczalności może powodować powstawanie drugiej fazy, która prowadzi do wzmocnienia poprzez inne mechanizmy, m.in. tworzenie związków międzymetalicznych.
Rysunek 2: Pełne rozwiązanie pełnoekranowe
Istnieją różne rodzaje stopów roztworów stałych, takie jak substytucyjne roztwory stałe i śródmiąższowe roztwory stałe. Te dwa typy różnią się od siebie wielkością pierwiastka stopowego. Jeśli atom pierwiastka stopowego jest większy niż atom rozpuszczalnika w roztworze, może zastąpić atomy rozpuszczalnika w sieci krystalicznej i spowodować powstanie zastępczego roztworu stałego. Jeśli atomy pierwiastka stopowego są mniejsze niż atomy substancji rozpuszczonej, mają tendencję do dopasowywania się do miejsc międzywęzłowych między atomami rozpuszczalnika i tworzenia międzywęzłowych roztworów stałych.
Różnica między związkami międzymetalicznymi a stopami w roztworze stałym
Związki międzymetaliczne i stopy w roztworze stałym to substancje stopowe zawierające mieszaniny metali i/lub niemetali. Kluczową różnicą między związkami międzymetalicznymi a stopami w roztworze stałym jest to, że związki międzymetaliczne mają jednorodną strukturę, podczas gdy stopy w roztworze stałym mają strukturę niejednorodną.
Poniższa tabela podsumowuje różnice między związkami międzymetalicznymi a stopami w roztworze stałym.
Podsumowanie – Związki międzymetaliczne a stopy w roztworze stałym
Związki międzymetaliczne i stopy w roztworze stałym to substancje stopowe zawierające mieszaniny metali i/lub niemetali. Kluczową różnicą między związkami międzymetalicznymi a stopami w roztworze stałym jest to, że związki międzymetaliczne mają jednorodną strukturę, podczas gdy stopy w roztworze stałym mają strukturę niejednorodną.
