Regulile Hume Rothery

Regulile Hume-Rothery sunt un set de reguli de bază care determină capacitatea unui element chimic de a se dizolva într-un metal pentru a forma o soluție solidă . Există două formulări ale acestor reguli care determină posibilitatea formării soluțiilor solide de substituție și interstițiale . Ele sunt numite după metalurgistul englez care le-a descoperit, William Hume-Rothery .

Reguli pentru soluțiile solide substituționale

Pentru soluțiile solide substituționale , regulile Hume-Rothery sunt următoarele:

1. Solubilitatea este posibilă dacă rețelele cristaline ale elementului dizolvat și solventul sunt aceleași. 2. Formarea unei soluții solide este posibilă dacă razele atomice ale elementului dizolvat ( și solventului () diferă cu cel mult 15%:

r_{solut})

r_{solvent})

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

3. Solubilitatea maximă se realizează dacă elementul dizolvat și solventul au aceeași valență, iar metalele cu valență mai mică tind să se dizolve în metale cu valență mai mare. 4. Elementul dizolvat și solventul trebuie să aibă electronegativitate apropiată (diferența nu trebuie să depășească 0,2-0,4), altfel elementele în cauză tind să formeze compuși intermetalici în loc de soluții solide .

Reguli pentru soluțiile solide interstițiale

Pentru soluții solide , implementarea regulii Hume-Rothery este următoarea:

1. Un atom al unui element dizolvat trebuie să aibă o rază atomică mai mică decât dimensiunea golurilor (porilor) din rețeaua cristalină a solventului, dar să fie mai mare decât dimensiunea celui mai mic por posibil - un por tetraedric , adică, regula Hagg trebuie îndeplinită :

0,25\cdot {r_{solvent}}\leq {r_{solut}}\leq 0,59\cdot {r_{solvent}}

2. Elementul dizolvat și solventul trebuie să aibă electronegativitate apropiată .