45 (34)

49

/./. Wybrane uiaadnicttia chemii budowlanej

Należy podkreślić^ że linie przebiegające na wykresie oraz punkty charaklft-rystycznc (E i F) określają stan równowagi termodynamicznej pomiędzy współ istniejącymi fazami układu żelazo-węglik żelaza. Podobnie jak w układach jednoskładnikowych czy dwuskładnikowych z brakiem rozpuszczalności R stanie stałym, do układu żelazo-węgicl można z dobrym skutkiem zastosować regułę faz Gibbsa.

Roztwory stałe na przykładzie stopów metali

Metale w stanie czystym są w zasadzie jedynie w niewielkim stopniu wykorzystywane w technice, natomiast bardzo szerokie zastosowanie znalazły stopy metali. Stopy metali są otrzymywane różnymi metodami: przez bezpośrednie stapianie składników', spiekanie składników metodą proszkową i inne. W zależności od wzajemnego stosunku i rozpuszczalności poszczególnych składników, struktura stopu niekiedy jest bardzo złożona. Jeżeli składniki stopu na siebie nie oddziaływają. stop stanowi mieszaninę oddzielnych ziaren dwóch lub większej liczby składników. Jeżeli jednak zachodzą pomiędzy składnikami reakcje chemiczne, to w takim przypadku tworzą się kryształy związków chemicznych, tak zwane fazy między krystaliczne.

Związki te mogą być utworzone przez dwa pierwiastki metaliczne i wykazywać przewagę wiązania metalicznego, jak to ma zazwyczaj miejsce w stopach, lub uiź mogą być połączeniami pierwiastka metalicznego z pierwiastkiem niemetalicznym i wykazywać przewagę wiązania jonowego lub kowalencyjnego, jak to ma miejsce w materiałach ceramicznych. W przeciwieństwie do kryształów pierwiastków, w których wszystkie atomy są identyczne, kryształy związków zawierają dwa rodzaje atomów, które wyraźnie różnią się wielkością i różnice te decydują o istnieniu różnych typów struktury.

Gdy kryształ jest zbudowany z dwóch pierwiastków, wówczas ma on strukturę roztworu stałego lub fazy pośredniej. W roztworach stałych, podobnie jak w roztworach ciekłych, nie obowiązują prawa wynikające z wartościowości .chemicznej i stosunków sfechiometrycznych składników, natomiast obowiązuje zasada występowania w roztworze (również stałym) dwóch faz: fazy rozpuszczonej i rozpuszczającej (fazy ciągłej).

Istnieją dwa rodząje roztworów stałych: roztwory stale różnowęzłowe (pod-stawicniowe) i roztwory stałe międzywęzłowe (rys. 1.21).

W roztworach stałych różnowęzłowych atomy pierwiastka rozpuszczonego zastępują w węzłach sieci atomy metalu będącego rozpuszczalnikiem. W roztworach stałych międzywęzłowych aiomy pierwiastka rozpuszczonego lokują się w wolnych przestrzeniach między atomami metalu będącego rozpuszczalnikiem. W obu przypadkach struktura krystaliczna rozpuszczalnika pozostaje w zasadzie nie zmieniona. Udział pierwiastka fezy rozpuszczonej może dochodzić do I00S>