محلول جامد

{solid solution, mixed crystal} [زمین شناسی، فیزیک] [زمین شناسی] فاز بلورینی که ترکیب آن در محدوده ای خاص می تواند بدون پدیدار شدن یک فاز اضافه تغییر کند [فیزیک] فاز بلورین همگن متشکل از دو مؤلفه درحالی که مؤلفۀ دوم به طور کاتوره ای جانشین مؤلفۀ اول می شود

یک محلول جامد، جامدی است که دارای دو یا چند عنصر بوده و اتم های آن ها 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.
افزودن اتم های ناخالصی به یک فلز باعث شکل گیری «محلول جامد» می شود. در این مبحث ماده ای که مقدار آن از همه بیشتر است به عنوان حلال و ماده ای که غلظت آن کمتر است به عنوان حل شونده خوانده می شود. زمانی که اتم های حل شونده به ماده میزبان افزوده شود محلول جامد شکل می گیرد. در این حالت ساختار کریستالی حفظ شده و ساختار جدیدی شکل نمی گیرد. مانند مایعات در محلول های جامد نیز اتم ها به طور یکنواخت در محلول تقسیم می شوند. محلول جامد خانواده ای از مواد را توصیف می کند که دارای ترکیبات متفاوتی اند. مثال های گوناگونی از محلول جامد در متالورژی و زمین شناسی و شیمی جامدات می توان یافت. واژهٔ "محلول" برای توصیف ترکیب اجزا در ابعاد اتمی بکار می رود و این مواد همگن را از مخلوط های فیزیکی متمایز می سازد. در حالت کلی اگر دو ماده هم ساختار باشند، در نتیجه محلول جامد در عضوهای انتهایی به وجود می آید. مانند سدیم کلرید و پتاسیم کلرید که ساختار کریستالی مکعبی یکسان دارند پس امکان به وجود آمدن ترکیب خالص با هر درصدی از سدیم تا پتاسیم وجود خواهد داشت. عضوی از این خانواده از محلول ها تحت نام "Lo salt " که از ترکیب " Na0. 33K0. 66 ) Cl ) " تشکیل شده است به فروش می رسد در حالی که حاوی ۶۶٪ سدیم کمتری از NaCl است. سنگ معدن های طبیعی خالص آنها با نام هالیت وسیلویت یافت می شود. ترکیب فیزیکی مخلوطی از آنها سیلوینیت نام دارد. چون مواد معدنی موادی طبیعی هستند، تمایل به تشکیل ترکیبات متنوعی دارند. در بسیاری از حالات نمونه ها عضوی برای یک خانواده محلول جامدند و زمین شناس ها تمایل دارند درمورد ترکیبات یک خانواده از نمونه ها بجای یک نمونهٔ خاص صحبت کنند. "اولیوین" با ترکیب " ( Mg, Fe ) 2SiO4, " که معادل " ( Mg1 - xFex ) 2SiO4 " است توصیف می شود. نسبت منیزیم در آهن بین دو انتها با تکیبات محلول جامد: "فروستریت" Mg2SiO4 و "فاوالیت" Fe2SiO4 است. اما نسبت در اولیوین به طور معمول تعریف نشده است. با افزایش پیچیدگی ترکیب ها جامعهٔ زمین شناسی بسیار ساده تر از شیمی قابل کنترل است.

[زمین‏شناسی] فاز بلورینی که ترکیب آن در محدوده‌ای خاص می‌تواند بدون پدیدار شدن یک فاز اضافه تغییر کند

💡 یکی از دلایل همه‌کاره بودن مواد فلزی، قرار گرفتن در گستره وسیعی از خواص مکانیکی است که می‌توان با روش‌های مختلفی آن را تنظیم کرد یا تغییر داد. سه مکانیزم استحکام دهی ریز کردن اندازه دانه، استحکام دهی محلول جامد و کرنش سختی از جمله آن روش‌ها است.

💡 در لیست عوامل تأثیر، نکتهٔ شایان توجه عدم حضور دما به عنوان عامل تأثیرگذار در استحکام بخشی است. به این می‌توان به این موضوع پی برد که محلول جامد از روش‌های استحکام بخشی مؤثر در دماهای بالا می‌باشد.

💡 به هر حال نباید مقدار جامد رسوب داده شده به اندازه‌ای شود که تشکیل فاز ثانویه بدهد. این اتفاق در صورتی می‌افتد که تراکم جامد از بحرانی مشخصی فراتر رود؛ بنابراین این تراکم بحرانی حدی برای میزان استحکام بخشی ممکن از طریق محلول جامد ایجاد می‌کند.

💡 بسته به اندازهٔ عنصر آلیاژی محلول جامد جانشینی یا محلول جامد بین نشینی می‌تواند تشکیل شود. در هر دو صورت ساختار کریستالی کلی تغییر چندانی نمی‌کند.