Katı Çözelti Nedir?
Çözeltiler, tek fazdan meydana gelen homojen karışımlardır. Nasıl ki iki sıvı birbiri içerisinde karışıp çözünebiliyorsa iki katı da birbiri içerisinde karışıp çözelti oluşturabilmektedir. En az iki tane farklı elementin atomları katı fazda homojen karıştıklarında, oluşan çözelti katı çözelti olarak adlandırılır.
Katı çözeltileri bileşiklerden ayrı kılan özellik farklı atom eklendiğinde çözen fazın kristal yapısının değişmemesidir. Yani çözünen element atomları, kristal kafes içerisindeki boşluklara yer alan ya da ara yer atomları şeklinde yerleşmektedir.
Ara Yer Atomları
Bir atomun kafesteki yerinden ayrılıp atomlar arasındaki boşluğa yerleşmesine denir. Bunlar azot (N), hidrojen (H), bor (B), karbon (C) atomlarıdır.
Yer Alan Atomları
Bir atomun diğer bir atom yerine geçmesine denir.
Hume-Rothery Kuralları dört tanedir.
Bunlardan ilki, alaşım oluşturacak elementlerin aynı ya da benzer kristal yapıda olması gerektiğidir. Fakat birbiri içerisinde %100 çözünürlük isteniyor ise kristal yapılarının kesinlikle aynı olması gerekir. Bu, bir elementteki atomların diğer elementteki atomlarla aynı şekilde düzenlenmesi gerektiği anlamına gelir.
İkinci kuralımız, alaşım oluşturması istenen atomların yarıçapları arasında en fazla %15 fark olmalıdır. Çünkü %15’ten yukarılara çıkıldıkça çözünürlük sınırlanır.
Üçüncü kural ise, alaşımı oluşturan element atomlarının benzer elektronegatiflik değerlerine sahip olması gerektiğidir. Elektronegatiflik, kimyasal bağ yapımında kullanılan elektronların bağı oluşturan atomlar tarafından çekilme gücüdür. Elektronegatiflik farkı ne kadar sıfıra yaklaşırsa çözünürlük o kadar iyi olur.
Dördüncü ve son kuralımız, alaşımı oluşturacak elementlerin valans değerlikleri ile alakalıdır. Düşük valanslı bir metal yüksek valanslı bir metali daha iyi çözer. Bunun nedeni düşük valanslı bir metalin yüksek valanslı bir metali çözerek ortalama valans değerini arttırması olarak açıklanır. Aksi halde çözünürlük çok azdır veya sıfırdır.
Mühendislik kategorisindeki diğer içerikleri de okumanızı tavsiye ederiz!
