
【计】 solid solubility
固溶度(Solid Solubility) 是指在一定温度和压力条件下,一种物质(溶质)能够溶解在另一种物质(溶剂)中形成均匀的固态溶液(固溶体)的最大量。它是材料科学、冶金学和物理化学中的重要概念,尤其在合金设计与相图研究中具有核心地位。其英文对应术语为"Solid Solubility"。
热力学平衡状态
固溶度表示溶质原子在溶剂晶格中达到溶解平衡时的极限浓度。超过此极限,多余的溶质会以第二相(如化合物或另一种固溶体)的形式析出。该数值由系统的吉布斯自由能最小化原则决定,受温度、压力及组分化学势的直接影响 。
温度依赖性
大多数体系的固溶度随温度升高而增大(如铜在铝中的溶解),少数体系则呈现反向关系(如铋在铅中的溶解)。这一特性通过相图中的溶解度曲线直观体现,是热处理工艺(如固溶处理)的理论基础 。
结构影响因素
溶质与溶剂原子的尺寸差(尺寸因素)、电负性差异、晶体结构匹配度及电子浓度(e/a比)共同制约固溶度大小。例如,原子半径差超过15%时,固溶度通常显著降低(Hume-Rothery规则)。
资料来源:
固溶度(solid solubility)是材料科学中的重要概念,指溶质原子在固态溶剂中达到饱和状态时的最大浓度。以下是详细解释:
固溶度描述的是在特定温度下,溶质原子能够溶解于固态溶剂晶格中而不形成新相的最大浓度。例如在合金中,铜原子在铝中的固溶度决定了铝基体的性能上限。
温度依赖性
固溶度随温度变化显著,相图中不同温度对应的固溶度称为固溶限。例如某些合金高温时固溶度高,低温时可能发生析出。
测定与计算
可通过实验(如X射线衍射)直接测定,也可基于热力学模型(如Hume-Rothery规则)进行计算。
固溶度直接影响材料的:
需注意与化学中的固体溶解度区分,后者特指物质在液态溶剂(如水)中的溶解质量(如“20℃时NaCl溶解度为36g/100g水”),两者分属材料科学与化学的不同体系。
提示:若需具体合金的固溶度数据,可参考相图手册或热力学数据库。
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