компонента-растворителя (рис.
44). Твердые растворы внедрения образуются, например, в сплавах
железа с водородом, бором, азотом.
Твердые растворы замещения
(рис. 43) образуются в тех случаях, когда растворяемое
вещество и растворитель имеют одинаковую решетку, причем размеры их атомов
мало отличаются друг от друга (не более 15%). Размеры атомов растворяемого
вещества влияют на параметр решетки, увеличивая ее, если диаметр
атома больше, или уменьшая ее, если он меньше. Атомы растворяемого
вещества могут занимать в кристаллической решетке растворителя строго
определенное положение (упорядоченные твердые растворы) или
располагаться в произвольном порядке (неупорядоченные твердые
растворы).
При образовании твердых
растворов внедрения (рис. 44) атомы растворенного элемента
внедряются в решетку растворителя в промежутках между атомами
растворителя. Это возможно только в том случае, когда атомы
растворяемого элемента по размерам невелики, т. е. когда отношение
диаметра атома растворяемого элемента к диаметру атома растворителя меньше
0,59. Как правило, твердые растворы внедрения образуются с
неметаллами, причем параметры кристаллической решётки всегда
увеличиваются.
Промежуточные фазы -
сложные кристаллические фазы, не относящиеся к твердым
растворам. Отличительная черта промежуточных фаз: их кристаллическая
структура отлична от структур составляющих их компонентов.
Структуры вычитания, или твердые растворы вычитания
(рис. 45) могут образовываться только в сплавах, содержащих
химические соединения, когда избыточные атомы одного из компонентов
занимают строго определенное положение в кристаллической решетке, а места,
которые должны быть заняты атомами другого компонента, остаются частично
свободными, например в решетках карбидов Т1С, \УС (места,
принадлежащие углероду, остаются свободными). Растворы вычитания часто
встречаются в полупроводниковых соединениях.
Помимо указанных типов сплавов
металлы образуют электронные соединения и фазы внедрения. Электронные,
соединения характеризуются определенным соотношением числа валентных
электронов к общему числу атомов в химическом соединении, например, в
соединении Си Znз указанное отношение будет равно 7/4. Каждому такому
соотношению соответствует определенная кристаллическая решетка, например,
отношению 3/2 — решетка гранецентрированного куба; 21/13 —сложная
кубическая решетка; 7/4 — гексагональная плотноупакованная решетка. Сплавы
меди с цинком, меди с оловом, меди с кремнием, железа с алюминием и т. д.
содержат в своем составе электронные соединения. Фазы внедрения могут
образовывать атомы железа, хрома, вольфрама, молибдена с элементами,
имеющими малый атомный диаметр, например водородом, углеродом,
азотом, бором. Они имеют свою кристаллическую решетку, отличающуюся от
решеток обоих фаз. Фазы внедрения могут быть трех типов: МеХ (ШС, УС,
™ и др.); Ме2Х (\¥2С, Ре2Ы и др.);
Ме4Х (Ре4С и др.).
