Ποιοι είναι οι τέσσερις κανόνες Hume-Rothery για σταθερή διαλυτότητα ενός στοιχείου σε άλλο;
1. συντελεστής μεγέθους ατομικού: Για σημαντική στερεά διαλυτότητα, οι ατομικές ακτίνες των ατόμων διαλυτής ουσίας και διαλύτη θα πρέπει να διαφέρουν κατά περισσότερο από 15%. Μια μεγάλη διαφορά στο μέγεθος μπορεί να οδηγήσει σε παραμόρφωση και πίεση στο πλέγμα, καθιστώντας τον σχηματισμό στερεών διαλύματος λιγότερο ευνοϊκή.
2. Παράγοντας κρυσταλλικής δομής: Η διαλυμένη ουσία και ο διαλύτης πρέπει να έχουν την ίδια κρυσταλλική δομή. Εάν οι κρυσταλλικές δομές διαφέρουν, είναι λιγότερο πιθανό τα άτομα διαλυτής ουσίας να χωρέσουν στο πλέγμα του διαλύτη, περιορίζοντας τη διαλυτότητα.
3. Ηλεκτροχημικός παράγοντας: Η διαλυτή ουσία και ο διαλύτης πρέπει να έχουν παρόμοια ηλεκτροαρνητικότητα και σθένος. Στοιχεία με παρόμοια ηλεκτροαρνητικότητα σχηματίζουν πιο σταθερούς μεταλλικούς δεσμούς, προωθώντας την στερεή διαλυτότητα.
4. συντελεστής συγκέντρωσης ηλεκτρονίων: Ο συνολικός αριθμός ηλεκτρόνων σθένους ανά άτομο στο κράμα θα πρέπει να είναι παρόμοιος με αυτόν του καθαρού διαλύτη. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα κράματα που παρουσιάζουν φάσεις Hume-Rothery, οι οποίες έχουν συγκεκριμένες αναλογίες ηλεκτρονίων-ατόμου που οδηγούν σε σταθερές κρυσταλλικές δομές.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτές είναι κατευθυντήριες γραμμές, όχι απόλυτοι κανόνες. Υπάρχουν εξαιρέσεις σε αυτούς τους κανόνες και άλλοι παράγοντες μπορούν επίσης να επηρεάσουν τη σταθερή διαλυτότητα, όπως:
* Θερμοκρασία: Η διαλυτότητα γενικά αυξάνεται με τη θερμοκρασία.
* Πίεση: Η πίεση μπορεί επίσης να επηρεάσει τη διαλυτότητα, αλλά το αποτέλεσμα είναι συνήθως λιγότερο σημαντικό από τη θερμοκρασία.
* Σχηματισμός διαμεταλλικής ένωσης: Εάν η διαλυμένη ουσία και ο διαλύτης έχουν έντονη τάση να σχηματίζουν διαμεταλλικές ενώσεις, η διαλυτότητα μπορεί να είναι περιορισμένη.
Η κατανόηση αυτών των κανόνων συμβάλλει στην πρόβλεψη της πιθανότητας σχηματισμού μιας σταθερής λύσης και καθοδηγεί το σχεδιασμό των κραμάτων με τις επιθυμητές ιδιότητες.
