1. 원자 크기 계수 :
* 유사한 원자 반경 : 성공적인 치환을 위해, 용질 및 용매 원자의 원자 반경은 유사해야한다. 15% 미만의 차이는 일반적으로 유리한 것으로 간주됩니다. 크기 차이가 너무 크면 용질 원자는 상당한 격자 왜곡을 생성하여 불안정성을 초래합니다.
2. 결정 구조 :
* 동일한 결정 구조 : 용질 및 용매 금속은 치환 고체 용액의 형성을 위해 동일한 결정 구조를 가져야한다. 이를 통해 용질 원자가 상당한 파괴를 일으키지 않고 기존 격자에 맞을 수 있습니다.
3. 화학 친화력 :
* 유사한 전기 음성 : 유사한 전기성이있는 요소는 치환 고체 용액을 형성하는 경향이있다. 이는 전자를 유치하는 유사한 경향을 나타내며, 원 자간 결합이 약하고 용해도가 높아집니다.
* 원자가 : 유사한 밸런스 (원자가 전자 수)를 갖는 요소는 고체 용액을 형성 할 가능성이 더 높습니다. 이것은 용질 및 용매 원자 사이의 유사한 결합 유형의 형성을 촉진시킨다.
4. 상대 농도 :
* 제한된 용해도 : 다른 요인이 유리하더라도 용매에 용해 될 수있는 용질의 양에는 한계가 있습니다. 이 한계는 온도와 관련된 특정 요소에 따라 용해도 한계에 의해 정의됩니다.
5. 온도 :
* 용해도 증가 : 일반적으로 온도가 증가함에 따라 용해도가 증가합니다. 증가 된 열 에너지는 용질 원자가 용매 격자로 들어가는 데 필요한 에너지 장벽을 극복하는 데 도움이되기 때문입니다.
6. 기타 요인 :
* 격자 왜곡 : 크기 차이가 작더라도 용질 원자는 여전히 격자 왜곡을 생성 할 수 있습니다. 이 왜곡은 합금의 기계적 특성에 영향을 줄 수 있습니다.
* 전자 구조 : 용질 및 용매 원자의 전자 구조는 고체 용액의 안정성을 결정하는 데 역할을한다.
* 위상 다이어그램 : 위상 다이어그램은 다른 구성과 온도에서 형성 될 위상을 예측하는 데 사용됩니다. 그들은 솔루션의 형성에 대한 귀중한 정보를 제공합니다.
예 :
* 황동 : 구리 및 아연의 대체 고체 용액.
* 스털링 실버 : 은과 구리의 대체 고체 용액.
* 청동 : 구리와 주석의 대체 고체 용액.
참고 :
* 이러한 요소는 서로 상호 작용하며, 고체 용액 형성에 대한 전반적인 영향은 복잡합니다.
* 일부 고체 솔루션은 대체 및 간질 메커니즘의 조합에 의해 형성됩니다.
* 대체 고체 솔루션의 형성은 재료 과학에서 특성이 향상된 합금을 생성하기 위해 필수적입니다.
