Ключевое различие между сплавами замещения и сплавами внедрения заключается в том, что сплавы замещения образуются, когда один атом металла замещает другой атом металла аналогичного размера в металлической решетке, тогда как сплавы внедрения образуются, когда маленькие атомы внедряются в отверстия металлической решетки.
Сплав представляет собой смесь металлов. Однако иногда эта смесь может содержать и неметаллы. Производство металлических сплавов включает смешивание расплавленных металлов. Там размер атомов металла определяет тип образующегося сплава; то есть, если атомы металла имеют одинаковый размер, то образующийся сплав является замещающим. Если атомы металла имеют разный размер, то полученный сплав является межузельным.
Что такое сплавы замещения?
Сплавы замещения представляют собой сплавы металлов, которые образуются в результате механизмов обмена атомами. Здесь атомы металла другого металла (другой металл, смешанный для образования сплава) замещают атомы металла металлической решетки.
Рисунок 01: Замещающий сплав
Это замещение происходит только в том случае, если атомы металла имеют одинаковые размеры. Некоторые распространенные сплавы замещения включают латунь, бронзу и т. д. Там атомы меди в металлической решетке замещаются атомами металла олова или цинка.
Что такое промежуточные сплавы?
Промежуточные сплавы представляют собой металлические сплавы, образующиеся по промежуточному механизму. Кроме того, этот механизм включает внедрение небольших атомов в отверстия металлических решеток. Металлическая решетка содержит большие атомы металла в сетчатой структуре. Существуют также делокализованные электроны, окружающие атомы металла. Поэтому, когда расплавленный металл смешивается с другим металлом, имеющим малые атомы, образуется сплав внедрения. Однако эти маленькие атомы должны быть достаточно малы, чтобы проникнуть в отверстия решетки.
Рисунок 02: Сплав промежуточного слоя
Некоторые примеры небольших атомов, способных внедряться в металлическую решетку, включают водород, углерод, бор и азот. Типичным примером сплава внедрения является сталь. Сталь содержит железо, углерод и некоторые другие элементы. При образовании сплава внедрения не происходит никаких замещений, потому что смешанные атомы недостаточно велики, чтобы заменить атом металла.
В чем разница между сплавами замещения и внедрения?
Замещающие и промежуточные сплавы |
|
| Сплавы замещения представляют собой металлические сплавы, образованные в результате механизмов обмена атомами. | Сплавы внедрения представляют собой металлические сплавы, образованные по механизму внедрения. |
| Механизм образования | |
| Формируется через механизм обмена атомами. | Формируется через интерстициальный механизм. |
| Размер атомов | |
| В этом сплаве расплавленный металл смешивается с другим расплавленным металлом, имеющим аналогичные размеры атомов. | В этом сплаве расплавленный металл смешивается с соединением, имеющим небольшие атомы, которые способны вставляться в отверстия металлической решетки. |
| Распространенные примеры | |
| Латунь и бронза | Сталь |
Резюме – замещающие и интерстициальные сплавы
Сплавы представляют собой смеси металлов и других неметаллов. Эти сплавы обладают улучшенными свойствами, чем отдельные металлы. Существует два типа сплавов, а именно: сплавы замещения и сплавы внедрения. Разница между сплавами замещения и сплавами внедрения заключается в том, что сплавы замещения образуются, когда один атом металла замещает другой атом металла аналогичного размера в металлической решетке, тогда как сплавы внедрения образуются, когда маленькие атомы металла внедряются в отверстия металлической решетки.
