La principale différence entre la solution solide de substitution et la solution solide interstitielle est que la solution solide de substitution implique la substitution d'un atome de solvant par un atome de soluté, lors de sa formation. Au contraire, il n'y a pas de déplacement d'atomes de solvant par des atomes de soluté dans la formation de solutions solides interstitielles, à la place, les molécules de soluté pénètrent dans les trous entre les atomes de solvant.
Une solution solide est une solution à l'état solide d'un ou plusieurs solutés dans le même solvant. Là, deux éléments ou plus apparaissent à l'état solide. Nous l'appelons une solution plutôt qu'un composé car la structure cristalline du solvant reste inchangée avec l'ajout de solutés. Dans le processus de renforcement de la solution solide, la résistance du métal pur peut être augmentée en alliant un autre élément. Nous pouvons le faire en formant une solution solide. Selon l'élément d'alliage, il existe deux formes de solutions solides en tant que solutions solides de substitution et interstitielles.
Qu'est-ce qu'une solution solide de substitution ?
Les solutions solides de substitution sont des solutions à l'état solide qui se forment lorsque les atomes de soluté remplacent les atomes de solvant. Afin de former ce type de solution solide, les atomes de soluté doivent être suffisamment grands pour remplacer les atomes de solvant dans le réseau. Les atomes de soluté s'incorporent dans le réseau par substitution en remplaçant les atomes dans des positions particulières du réseau. Ici, certains éléments d'alliage ont des atomes de soluté qui ne peuvent remplacer les atomes de solvant qu'en petites quantités, tandis que certains éléments d'alliage peuvent remplacer les atomes de solvant dans toute la solution solide.
Ce type de solution solide se forme lorsque les atomes de soluté et de solvant ont des tailles atomiques presque similaires. De plus, des températures élevées peuvent augmenter ces remplacements. De plus, il existe deux formes de solutions solides de substitution à savoir; solutions solides ordonnées et désordonnées. Une solution solide ordonnée se forme lorsque les atomes de soluté remplacent les atomes de solvant dans un site préféré du réseau de solvant. Ex: système Cu-Au. Des solutions solides désordonnées se forment lorsque les atomes de soluté remplacent au hasard les atomes de solvant dans le réseau.
Qu'est-ce que la solution solide interstitielle ?
Les solutions solides interstitielles sont des solutions à l'état solide qui se forment lorsque des atomes de soluté pénètrent dans les trous entre les atomes de solvant du réseau. Là, les atomes de soluté sont suffisamment petits pour entrer dans ces trous. Nous appelons ces trous des sites interstitiels.
Figure 01: Une solution solide interstitielle
Ce processus affaiblit les liaisons entre les atomes de solvant. Ainsi, le réseau se déforme. Pour que cela se produise, la taille atomique des atomes de soluté doit être inférieure à 40% de la taille des atomes de solvant. Les atomes de soluté entrent dans le réseau de manière interstitielle. Les seuls éléments capables de former ce type de solutions solides sont H, Li, Na et B.
Quelle est la différence entre une solution solide de substitution et une solution solide interstitielle ?
Les solutions solides de substitution sont des solutions à l'état solide qui se forment lorsque les atomes de soluté remplacent les atomes de solvant. Ce type de solutions solides ne se forme que si les atomes de soluté sont suffisamment grands pour remplacer les atomes de solvant dans le réseau. De plus, la taille atomique des solutés est presque similaire à la taille des atomes de solvant. Les solutions solides interstitielles sont des solutions à l'état solide qui se forment lorsque des atomes de soluté pénètrent dans les trous entre les atomes de solvant du réseau. Ces solutions solides ne se forment que si les atomes de soluté sont suffisamment petits pour pénétrer dans les trous du réseau. De plus, la taille atomique des atomes de soluté doit être d'environ 40% de la taille des atomes de solvant pour former ce type de réseau. C'est la principale différence entre la solution solide substitutionnelle et interstitielle.
Résumé - Solution solide de substitution vs interstitielle
Les solutions solides sont les solutions à l'état solide qui ont deux ou plusieurs types d'éléments dans le même mélange à l'état solide. Il existe deux formes de solutions solides en tant que solutions solides de substitution et interstitielles selon la manière dont elles se forment. La différence entre solution solide substitutionnelle et solution solide interstitielle est que dans la formation d'une solution solide substitutionnelle, cela implique la substitution d'un atome de solvant par un atome de soluté alors que dans la formation de solutions solides interstitielles, il n'y a pas de déplacement d'atomes de solvant par des atomes de soluté, au lieu de cela, les molécules de soluté pénètrent dans les trous entre les atomes de solvant.
