Hume Rothery regler

Hume-Rothery-reglerne er et sæt grundlæggende regler, der bestemmer et kemisk elements evne til at opløses i et metal for at danne en fast opløsning . Der er to formuleringer af disse regler, der bestemmer muligheden for dannelse af substitution og interstitielle faste opløsninger . De er opkaldt efter den engelske metallurg , der opdagede dem, William Hume-Rothery .

Regler for substituerende faste løsninger

For substituerende faste opløsninger er Hume-Rothery-reglerne som følger:

1. Opløselighed er mulig, hvis krystalgitterne af det opløste grundstof og opløsningsmidlet er ens. 2. Dannelsen af en fast opløsning er mulig, hvis atomradierne af det opløste element ( og opløsningsmiddel () afviger med højst 15%:

r_{solute})

r_{solvent})

\%{\mbox{ difference}}=\left({\frac {(r_{solute}-r_{solvent})}{r_{solvent}}}\right)*100\leq 15\%

3. Maksimal opløselighed opnås, hvis det opløste grundstof og opløsningsmidlet har samme valens, og metaller med en lavere valens har tendens til at opløses i metaller med en højere valens. 4. Det opløste grundstof og opløsningsmidlet skal have tæt elektronegativitet (forskellen bør ikke overstige 0,2-0,4), ellers har de pågældende grundstoffer en tendens til at danne intermetalliske forbindelser i stedet for faste opløsninger .

Regler for interstitielle solide løsninger

For solide løsninger er implementeringen af Hume-Rothery-reglen som følger:

1. Et atom i et opløst grundstof skal have en atomradius , der er mindre end størrelsen af hulrummene (porerne) i opløsningsmidlets krystalgitter, men være større end størrelsen af den mindst mulige pore - en tetraedrisk pore , dvs. Hagg- reglen skal være opfyldt :

0.25\cdot {r_{solvent}}\leq {r_{solute}}\leq 0.59\cdot {r_{solvent}}

2. Det opløste grundstof og opløsningsmidlet skal have tæt elektronegativitet .