Forskjellen mellom substitusjonelle og interstitiale legeringer
Share
Hovedforskjell - Substitusjon vs interstitial legeringer
En legering er en blanding av metaller eller en blanding av metaller pluss noen andre elementer. Det finnes to hovedtyper legeringer som substitusjonelle legeringer og interstitiale legeringer. Når et smeltet metall brukes i produksjonen av legeringer, bestemmer størrelsen på atomene hvilken type som skal formes. Hvis atomer av metaller har relativt like størrelser, dannes en substitusjonell legeringstype, men hvis en type metallatomer er mindre enn den andre typen, dannes en interstitial legering. Hovedforskjellen mellom substitusjonelle legeringer og interstitiale legeringer er det substitusjonelle legeringer dannes ved å erstatte et metallatom for et annet metallatom med tilsvarende størrelse mens interstitiale legeringer dannes ved å sette inn mindre atomer i hull i metallgitteret.
Nøkkelområder dekket
1. Hva er substitusjonelle legeringer
- Definisjon, Formasjon, Eksempler
2. Hva er interstitial legeringer
- Definisjon, Eksempler, Formasjonsmekanisme
3. Hva er forskjellen mellom substitusjonelle og interstitiale legeringer
- Sammenligning av nøkkelforskjeller
Nøkkelbetingelser: Legering, Atomer, Bronse, Interstitial Legeringer, Interstices, Metal, Metal Gitter, Substitusjonelle Legeringer
Hva er substitusjonelle legeringer
Substitusjonelle legeringer er metalllegeringer dannet ved å erstatte et metallatom for et annet metallatom med tilsvarende størrelse. For å danne en legering, skal de to stoffene (metaller) blandes. Typen og størrelsen på stoffene som er blandet, kan bestemme hvilken type legering som dannes. For å danne en substitusjonslegering, bør atomene av de to metaller være av tilsvarende størrelse.
Figur 1: Sammenligning mellom rent metall og substitusjonell legering
En substitusjonell legering dannes via atomutvekslingsmekanisme. Her erstattes noen metallatomer av et metallgitter med eller erstattes av metallatomer i det andre metallet. Men begge typer metallatomer bør være i like eller nesten like store størrelser for at denne substitusjonen skal forekomme. Prosentandelen av forskjellen mellom atomer bør ikke overstige 15%.
En kjent legering som er en substitusjonell legering er bronse. Bronse er en legering som hovedsakelig består av kobber og tinnmetall. Men noen ganger blir andre elementer også blandet med kobber for å lage bronse. Slike elementer inkluderer arsen, fosfor, aluminium, mangan og silisium. Kobber- og tinnmetallatomer er nesten like i størrelse.
Hva er interstitial legeringer
Interstitielle legeringer er metalllegeringer dannet ved å sette inn mindre atomer i hull i metallgitteret. En metallgitter er en metallstruktur som består av et gigantisk gitter av positivt ladede ioner og delokaliserte ytre elektroner. En interstitiallegering dannes når et metall blandes med et annet stoff sammensatt av små atomer (har små radier) som kan ligge i hullene i metallgitteret.
Figur 2: Sammenligning av rent metall med interstitial legering
Noen eksempler på slike små atomer inkluderer hydrogen, karbon, bor og nitrogen. Hullene i metallgitter er mellomrom mellom metallatomer. Stål er et godt eksempel på en interstitiallegering. Stål er en metalllegering som inneholder jern, karbon og noen andre elementer. Her fyller de små karbonatomer mellomrom mellom store jernatomer. På grunn av denne tett pakket stålkonstruksjonen, er det vanskelig og veldig sterk.
Dannelsen av en interstitial legering er via interstitial mekanismen. Her er en type atom betydelig mindre enn den andre typen. Siden disse atomene er mye mindre, kan de ikke erstatte atomer av metallgitteret som for substitusjonelle legeringer. I stedet blir de fanget i mellomrom de store atomer av metallgitteret. Disse mellomrom kalles mellomrom.
Forskjellen mellom substitusjonelle og interstitiale legeringer
Definisjon
substitusjons- legeringer: Substitusjonelle legeringer er metalllegeringer dannet ved å erstatte et metallatom for et annet metallatom med tilsvarende størrelse.
Interstitielle legeringer: Interstitielle legeringer er metalllegeringer dannet ved å sette inn mindre atomer i hull i metallgitteret.
Størrelser av atomer
substitusjons- legeringer: Substitusjonelle legeringer inneholder metallatomer som har lignende eller nesten like store størrelser.
Interstitielle legeringer: Interstitielle legeringer inneholder store metallatomer og små atomer av forskjellige element (er).
Formasjonsmekanisme
substitusjons- legeringer: Substitusjonelle legeringer dannes via atomutvekslingsmekanisme.
Interstitielle legeringer: Interstitielle legeringer dannes via interstitial mekanisme.
eksempler
substitusjons- legeringer: Et kjent eksempel på en substitusjonslegering er bronse.
Interstitielle legeringer: Stål er en interstitiallegering.
Konklusjon
Legeringer er stoffer som dannes ved å blande to eller flere metallkomponenter sammen med noen andre forbindelser. Det finnes to typer legeringer basert på dannelsen av legeringen: substitusjonelle legeringer og interstitiale legeringer. Hovedforskjellen mellom substitusjonelle og interstitiale legeringer er at substitusjonelle legeringer dannes ved å erstatte et metallatom for et annet metallatom med tilsvarende størrelse mens interstitiale legeringer dannes ved å sette inn mindre atomer i hull i metallgitteret.
referanser:
1. "Kjemi." Annenberg Learner, Tilgjengelig her.
2. "6.7A: Stiftende Legeringer." Kjemi LibreTexts, Libretexts, 12. desember 2016, Tilgjengelig her.
3. "6.7B: Interstitial Legeringer." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21. juli 2016, Tilgjengelig her.
Bilde Courtesy:
1. "Alloy atomarrangementer som viser de forskjellige typene" Av Zaereth - Eget arbeid (CC0) via Commons Wikimedia
