دانلود مقالات ISI درباره محلول جامد + ترجمه فارسی

محلول جامد (Solid Solution)، محلولی در حالت جامد است که شامل دو نوع اتم ترکیب شده با یک نوع شبکه بلوری است. به عبارت دیگر جامدی است که دارای دو یا چند عنصر بوده و اتم‌های آنها در یک ساختمان بلوری واحد قرار گرفته و تشکیل یک فاز واحد را بدهند که معمولاً در مورد عناصری که در جدول تناوبی به هم نزدیک هستند، امکان تشکیل محلول جامد وجود دارد. معمولا اختلاف قابل ملاحظه ای در میزان حلالیت اتم محلول در حالت مذاب با حالت جامد وجود دارد. اتم محلول معمولا در حالت مذاب بیشتر از حالت جامد حل می شود. هم چنین هنگامی که انجماد محلول شروع می شود، دمای انجماد می تواند کمتر یا بیشتر از نقطه ذوب اتم محلول خالص و اتم حلال خالص باشد. اکثر محلول های جامد در محدوده ای از دما منجمد می شود. محلول های جامد دارای دو نوع جانشینی و بین نشینی هستند. محلول جامد از نوع بین نشینی: ۵ عنصر (B،H،N،C،O) که شعاع اتمی آنها کمتر از ۱ آنگستروم است، دارای اندازهٔ بسیار کوچکی بوده و معمولاً در فضاهای خالی بین اتم‌های عناصر دیگر (معمولاً فلزات واسطه) و در ساختمان کریستالی آنها قرار گرفته و تشکیل محول‌های جامد از نوع بین نشینی را می‌دهند. به علت محدود بودن فضاهای خالی بین اتمی، این حلالیت معمولاً در حد بسیار محدودی صورت می‌گیرد. به عنوان مثال می‌توان به WC (کاربید تنگستن) اشاره کرد. محلول جامد از نوع جانشینی: در این نوع محلول‌های جامد، اتم‌های عنصر حل شونده بجای اتم‌های عنصر حلال و در ساختمان کریستالی آن قرار می‌گیرند. مقدار حلالیت در این حالت می‌تواند از مقدار محدودی تا ۱۰۰ درصد تغییر کند. مواد حل شونده، معمولاً در شبکهٔ اصلی (حلال) تنش ایجاد می‌کنند. این تنش‌ها جلوی حرکت نابجایی‌ها (دیسلوکاسیون‌های فعال) را گرفته و باعث کمتر شدن تغییر شکل مومسان (تغییر شکل پلاستیک) ماده شده و سختی آن را افزایش می‌دهند. هر محلول دارای دو جزء است، یکی اتم محلول و دیگری اتم حلال. اتم محلول یا ماده ای که حل می شود، بخش کوچکتر محلول و اتم حلال بخش اصلی محلول را تشکیل می دهند. اتم های حلال و محلول می توانند به صورت گاز، مایع یا جامد باشند. در معمول ترین محلول ها از آب به عنوان حلال استفاده می شود. برای مثال شکر و نمک (به عنوان اتم های محلول) در آب حل می شوند. مقدار اتم محلولی که می تواند به وسیله حلال حل شود، معمولا تابعی از دما (در فشار ثابت) است. معمولا میزان حلالیت اتم محلول در حلال با افزایش دما زیاد می شود. سه حالت ممکن برای یک محلول وجود دارد. این سه حالت عبارتند از غیر اشباع، اشباع و فوق اشباع. اگر مقدار اتم محلول در حلال کمتر از حد حلالیت، یعنی حداکثر اتم های قابل حل در یک دما و فشار خاص باشد، آن محلول را غیر اشباع می نامند. اگر مقدار اتم های محلول به اندازه حد حلالیت باشد، محلول را اشباع و اگر بیش از حد حلالیت باشد، آن را محلول فوق اشباع گویند. شرایط فوق اشباع را می توان با انجام کار روی محلول، برای مثال با هم زدن محلول یا جلوگیری از رسیدن به حالت تعادلی با سرد کردن سریع به دست آورد. شرایط فوق اشباع یک حالت ناپایدار است و و با گذشت زمان یا دادن مقداری انرژی، محلول با دفع کردن یا رسوب گذاری اتم محلول اضافی، به حالت پایدار یا اشباع در می آید. محلول‌های جامد فوق اشباع معمولاً از طریق کوئنچ کردن از دمای بالا بدست می‌آیند. هنگام کوئنچ کردن، مادهٔ حل شونده فرصت کافی برای نفوذ و رسوب نداشته و در ساختار شبکهٔ حلال به دام می‌افتد. مثالی از این مورد، مارتنزیت است که محلول جامد فوق اشباع کربن در آهن است. شبکهٔ بلوری محلول‌های جامد فوق اشباع معمولاً متفاوت از شبکهٔ محلول‌های تعادلی است.