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固溶体
(こようたい、solid solution)とは、2種類以上の
元素
(
金属
の場合も
非金属
の場合もあるんや)が互いに溶け合い、全体が均一の
固相
となっておるもんをいう。非金属元素同士が互いに溶け合った場合は、
混晶
(こんしょう)ともいう(固溶体とほぼ同じ意味で使われる)。
合金
や
鉱物
にようけ見られはる。固溶体は高温では不規則状態であるが、ある温度以下では規則状態になる。固溶体を作ることによって材料を強化するっちうことを固溶強化ちう。
固溶体の種類
固溶体には、
溶質
原子の入り方によちう、
とっかえ型固溶体
と
侵入型固溶体
の2種類があるんや。
とっかえ型固溶体 :溶媒原子の代わりに溶質原子が置き換わるもさかい、それぞれの原子の大きさが同じぐらいであると、とっかえがおこなわれやすい。原子半径の違いが10%ぐらいまでは、成分比の全体にわたって完全に固溶するがそれ以上では固溶度は急激に減ちびっと、15%以上ではほとんど固溶しななる。この経験則が
ヒューム‐ロザリーの法則
の1つとなっておる。
侵入型固溶体 :原子半径の小さい元素、
水素
(H)、
炭素
(C)、
窒素
(N)、
ホウ素
(B)、
酸素
(O) やらなんやらが、金属結晶格子の原子間のすきまに侵入するもんであるんや。金属結晶格子の原子間のすきまは結晶構造によって異なる。
炭素鋼
の
焼入れ
、浸炭処理やらなんやらの表面硬化処理は、侵入型固溶体をつくることによちう、歪んや組織をつくることによって硬い組織をえておる。
固溶体を形成する鉱物の命名
固溶体を形成する
鉱物
を命名する際には、なんちうか、ようみなはんいわはるとこの「50%ルール」に従う。AとBを端成分とする2成分固溶体の場合、A
50
B
50
を境界として2つの鉱物名にするゆうもんであるんや。例うたら、
斜長石
はNaAlSi
3
O
8
(Ab)とCaAl
2
Si
2
O
8
(An)を端成分とする連続固溶体であるため、Ab
50
An
50
を境にして、Ab側を
曹長石
(アルバイト)、An側を
灰長石
(アノーサイト)とする。
関連項目
金属工学
金属間化合物
合金
鉱物学
-
鉱物
参考文献
E.H. Nickel, "Solid solutions in mineral nomenclature",
Canadian Mineralogist
, Vol. 30, pp. 231-234, 1992. PDF
(PCリンク)
森本信男
『造岩鉱物学』
東京大学出版会
、1989年、ISBN 4-13-062123-8。
カテゴリ:鉱物学
カテゴリ:合金
カテゴリ:化学物質
カテゴリ:物質
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