置換型固溶体と侵入型固溶体

置換型固溶体

母体の単純な金属の原子の位置のうち、いくつかを溶質金属の原子が占めている固溶体。

3つの条件

1

両元素の原子半径が約１５％以内で一致していること。

ナトリウムとカリウムは原子半径の差が１９％あり、固溶体を作らない。

対して、銅とニッケルは原子半径が近く、固溶体を作る。

2

両者の純金属の結晶構造が同じであること。

このことは、２種の原子間に働く力の方向性が互いに合っていることを意味する。

3

両者の電気的陽性の程度が似ていること。

そうでなければ、２種の原子間で電子の移動が起こり、化合物となる可能性が高い。

例

黄銅（真鍮）

銅に原子の分率で３８%までの亜鉛が入る。

青銅

銅に亜鉛およびニッケル以外の金属を含む。

ステンレス鋼

鉄に原子数の分率で１２％を超えるクロムが含まれる。

侵入型固溶体

金属と小さい原子（ホウ素、炭素、窒素）から成ることが多い。

低濃度の小さい原子は母体となる金属の八面体間隙や、四面体間隙のような格子間位置を占有することが可能。

このとき、結晶構造は変化しない。

例

炭素鋼