Diferența dintre aliajele substitutive și cele interstițiale

Diferența principală - Aliajele substitutive vs. interstițiale

Un aliaj este un amestec de metale sau un amestec de metale plus alte elemente. Există două tipuri principale de aliaje ca aliaje substitutive și aliaje interstițiale. Atunci când un metal topit este utilizat în producerea de aliaje, dimensiunea atomilor va determina tipul care urmează să fie format. Dacă atomii metalelor au dimensiuni relativ similare, se formează un tip de aliaj substituțional, dar dacă un tip de atomi de metal este mai mic decât celălalt tip, se formează un aliaj interstițial. Principala diferență dintre aliajele substitutive și aliajele interstițiale este aceea aliajele substitutive sunt formate prin substituirea unui atom de metal cu un alt atom de metal de dimensiune similară, în timp ce aliajele interstițiale sunt formate prin introducerea unor atomi mai mici în găurile metalului.

Domenii cheie acoperite

1. Ce sunt aliajele de substituție
     - Definiție, formare, exemple
2. Ce sunt aliajele interstițiale?
    - Definiție, exemple, mecanism de formare
3. Care este diferența dintre aliajele de substituție și interstițială
     - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: aliaj, atomi, bronz, aliaje interstițiale, interstiții, metal, laturi metalice, aliaje substitutive

Ce sunt aliajele de substituție

Aliajele substitutive sunt aliaje metalice formate prin substituirea unui atom de metal cu un alt atom de metal de dimensiuni similare. Pentru a forma un aliaj, cele două substanțe (metale) ar trebui amestecate. Tipul și mărimea substanțelor care sunt amestecate pot determina tipul de aliaj care este format. Pentru a forma un aliaj substitutiv, atomii celor două metale ar trebui să aibă o dimensiune similară.

Figura 1: Comparația dintre metalul pur și aliajul substitutiv

Un aliaj substitutiv este format prin intermediul mecanismului de schimb atomic. Aici, unii atomi de metal ai unei rețele metalice sunt înlocuiți sau înlocuiți cu atomi de metal ai celuilalt metal. Dar ambele tipuri de atomi de metal ar trebui să aibă dimensiuni similare sau aproape similare pentru ca această substituție să aibă loc. Procentajul diferenței dintre atomi nu trebuie să depășească 15%.

Un aliaj bine-cunoscut, care este un aliaj substitut, este bronzul. Bronzul este un aliaj care constă în principal din cupru și metal de staniu. Dar, uneori, alte elemente sunt de asemenea amestecate cu cupru pentru a face bronz. Astfel de elemente includ arsenic, fosfor, aluminiu, mangan și siliciu. Cuprul și atomii de metal de staniu sunt aproape similare în dimensiunile lor.

Ce sunt aliajele interstițiale?

Aliajele interstițiale sunt aliaje metalice formate prin introducerea de atomi mai mici în orificii ale rețelei metalice. O latură metalică este o structură metalică care constă dintr-o latură gigantică de ioni încărcați pozitiv și electroni externi delocalizați. Un aliaj interstițial se formează atunci când un metal este amestecat cu o altă substanță compusă din atomi mici (cu raze mici) care pot locui în găurile metalului.

Figura 2: Compararea unui metal pur cu un aliaj interstițial

Câteva exemple de astfel de atomi mici includ hidrogen, carbon, bor și azot. Gaurile dintr-o latură metalică sunt spațiile dintre atomii de metal. Oțelul este un bun exemplu de aliaj interstițial. Oțelul este un aliaj de metal care conține fier, carbon și alte elemente. Aici, atomii de carbon mici umple spațiile dintre atomii de fier mari. Din cauza acestei structuri de oțel foarte bine ambalate, este greu și foarte puternic.

Formarea unui aliaj interstițial se face prin mecanismul interstițial. Aici, un tip de atom este considerabil mai mic decât celălalt tip. Deoarece acești atomi sunt mult mai mici, nu pot înlocui atomii din rețeaua de metal ca în cazul aliajelor substitutive. În schimb, ele sunt prinse în spații cu atomii mari ai rețelei metalice. Aceste spații sunt numite interstiții.

Diferența dintre aliajele substitutive și cele interstițiale

Definiție

substitutionali aliaje: Aliajele substitutive sunt aliaje metalice formate prin substituirea unui atom de metal cu un alt atom de metal de dimensiuni similare.

Aliaje interstițiale: Aliajele interstițiale sunt aliaje metalice formate prin introducerea de atomi mai mici în orificii ale rețelei metalice.

Dimensiuni ale atomilor

substitutionali aliaje: Aliajele substitutive conțin atomi de metal având dimensiuni similare sau aproape similare.

Aliaje interstițiale: Aliajele interstițiale conțin atomi mari de metal și atomi mici de elemente diferite,.

Mecanismul formării

substitutionali aliaje: Aliajele substitutive sunt formate prin intermediul mecanismului de schimb atomic.

Aliaje interstițiale: Aliajele interstițiale se formează prin mecanism interstițial.

Exemple

substitutionali aliaje: Un exemplu bine cunoscut al unui aliaj de substituție este bronzul.

Aliaje interstițiale: Oțelul este un aliaj interstițial.

Concluzie

Aliajele sunt substanțe formate prin amestecarea a două sau mai multe componente metalice împreună cu alți compuși. Există două tipuri de aliaje pe baza formării aliajului: aliajele substitutive și aliajele interstițiale. Principala diferență între aliajele substitutive și interstițiale este aceea că aliajele substitutive sunt formate prin substituirea unui atom de metal cu un alt atom de metal de dimensiune similară, în timp ce aliajele interstițiale sunt formate prin introducerea de atomi mai mici în găurile metalului.

Referințe:

1. "Chimie". Annenberg Learner, disponibil aici.
2. "6.7A: Aliajele de substituție". LibreTexts Chemistry, Libretexts, 12 Dec. 2016, Disponibil aici.
3. "6.7B: Aliaje interstițiale". LibreTexts, Libretexts, 21 iulie 2016, Disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "Aranjamentele atomice aliate care prezintă diferitele tipuri" De Zaereth - Activitate proprie (CC0) prin Wikimedia Commons