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固溶体-课件(6)讲义

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固溶体

固溶体
广泛应用于电子、无损检测、医疗等技术领域。
8
Si3N4和Al2O3之间形成sialon固溶体应用于高 温结构材料等。 沙隆陶瓷的性质特点： 高温强度大，低温
强度小。
工业玻璃析晶时，析出组成复杂的相都是简 单化合物的SS。
9
1、固溶体的分类
(1) 按溶质原子在溶剂晶格中的位置 划分两类： ①、间隙型固溶体
2 : 3 x : : 1 x/3
2x/3 :
通式：
Mg ( V ) Al O 1 x Mg xAl 2 x 2 4 3 3
34
(2)出现阴离子空位
如CaO加入到ZrO2中，缺陷反应式为：
CaO C a V O
ZrO 2 Zr O O
35
③ 具有比较明显的金属性质。
结合键主要是金属键
4
固溶体形成的热力学分析
由 G＝H－T S关系式讨论可知： (1) 溶质原子溶入溶剂晶格内，使 H大大提高——不能生成固溶体。
5
G＝H－T S
(2) 溶质原子溶入溶剂晶格内——大大
地降低H ，系统趋向于形成一个有序的
新相，即生成化合物。
Ｂ位元素
B’ ＡＢ1-yB’yＯ3 B B’ B
ＡＢＯ3物化性能
Ａ1-ｘＡ’ｘＢ1-yB’y Ｏ3 La1-xSrxMnO3+δ ─ La1-xSrxMnO3 改变氧空位量和 A’ A 阳离子缺陷密度 Ａ位元素 稳定晶体结构
23
A’
A
24
钙钛矿型复合氧化物的化学特性：

几乎所有的稳定元素都可以进入ABO3晶格,形成钙钛矿
固溶体
固溶体的形成条件
①、结构类型相同；
易于形成

固溶体简介PPT课件

固溶体简介PPT课件

在橄榄Zn
Mg。
2.在LiAlO2-LiCrO2体系中，Al采用氧四面体配位或者八面体配位，由于 Cr3+不存在四面体配位，所以只存在Al3+和Cr3+都在八面体位置上这部分的固 溶体。
其他取代规则
2021
填隙固溶体
7
1.定义： 氢，碳，硼，氮等小原子进入金属主体
负偏离：
不同离子间有净吸引力的作用， （A-B体系中，A-B之间的相互作用 比A-A,B-B互相作用强）。
在A-B作用十分强的场合下可 以发生阳离子有序化而出现一种能 被XRD检测到的超结构，而在A-B互 相作用不太强的场合，阳离子的有 序化只能在短程内发生，难以用实 验检测，固溶体在表现上仍为无序 和均匀的。
双重取代
1. 产生阳离子空位
例如：NaCl中溶解少量的CaCl2形成固溶体 2. 产生填隙阴离子
例如：氟化钙能溶解少量氟化钇（YF3)形成固溶体.
2021
更复杂的固溶体机理（离子补偿机理）
9
3. 产生阴离子空位 例如：立方氧化锆与石灰形成的固溶体。
4. 产生填隙阳离子 例如：在铝硅酸盐中，Si4+.被Al3+取代。
律和间隔公式，粉末线间距也同同单胞参数一样，随组成线性改变。 如下图
而Vegard定律是在假定离子完全混乱分布时形成的固溶体中适 用的一条通则，实际上都或多或少会出现偏离。
2021
以Al2O3-Cr2O3固溶体体系为例
15
对于金属体系，对Vegard 定律的偏离与固溶体的结 构特征没有明显的联系。
2021
研究固溶体的实验方法
13
1.X射线粉末衍射 1.1 简单的指纹印法 进行定性的物相分析（只确定样品中的结晶相，无需精确的

第三章 固溶体

第三章 固溶体
在相变温度以上， 任何锆钛比下，立 方晶系的结构是稳 定的，仍能形成连 续型置换固溶体
rZr 4 0.072nm nm PbZrO3-PbTiO3体系：rTi 4 0.061 0.072 0.061 15.28% 15% 0.072
Jiangsu University
材料科学基础
Jiangsu University
材料科学基础
(2)ZrO2是一种高温耐火材料，熔点2680℃，但发生相变时
单斜四方
伴随很大的体积收缩，这对高温结构材料是致命的。若加 入CaO，则和ZrO2形成固溶体，无晶型转变，体积效应减少， 使ZrO2成为一种很好的高温结构材料。
1200C
Jiangsu University
Jiangsu University
材料科学基础
5.形成固溶体后对晶体性质的影响
• 1、 稳定晶格，阻止某些晶型转变的发生
• 2、活化晶格
• 3、固溶强化
• 4、形成固溶体后对材料物理性质的影响
Jiangsu University
材料科学基础
1、稳定晶格，阻止某些晶型转变的发生
(1) PbTiO3是一种铁电体，纯PbTiO3烧结性能极差，居里 点为490℃，发生相变时，晶格常数剧烈变化，在常温下 发生开裂。PbZrO3是一种反铁电体，居里点为230℃。两 者结构相同，Zr4+、Ti4+离子尺寸相差不多，能在常温生 成连续固溶体Pb(ZrxTi1-x)O3，x=0.1~0.3。在斜方铁电体 和四方铁电体的边界组成Pb(Zr0.54Ti0.46)O3处，压电性能、 介电常数都达到最大值，烧结性能也很好，被命名为PZT 陶瓷。
Jiangsu University

材料科学基础课件-3.5 固溶体

材料科学基础课件-3.5 固溶体
3.5 固溶体 (Solid Solution)
将外来组元引入晶体结构，占据部分晶体质点位置或间隙位 置，仍保持一个晶相，这种晶体称为固溶体。
固溶体中由于杂质质点占据正常格点位置或者占据间隙位置， 破坏了基质晶体的质点排列的有序性，引起了晶体内周期性 势场的畸变，故也属于点缺陷的范畴。
3.5.1 固溶体的分类 3.5.2 置换型固溶体 3.5.3 间隙型固溶体 3.5.4 形成固溶体后对晶体性能的影响
固溶度，溶质最大含量<100%
两种晶体结构不同或相互取代的 离子半径差别较大，只能生成有 限固溶体。如MgO-CaO系统
任一组元成分范围均0~100%，如 Cu-Ni 系、Mo-W系、Ti-Zr系， MgO-CoO系
3.5.2 置换型固溶体
NiO 或 FeO 置 换 MgO 生 成 连 续 固 溶 体 ： Mg1-xNixO ， 其 中 x= 0~1。 很多二元体系是生成有限置换型固溶体，其中有些体系的固 溶度非常低。
(3) 固溶强化: 固溶体的强度与硬度高于各组元 固溶强化的特点和规律: A. 间隙溶质原子的强化效果比置换式溶质原子更显著; B. 原子尺寸相差越大或固溶度越小，固溶强化越显著。
作业：3.26，3.28
形成置换固溶体的影响因素
1. 质点尺寸因素 —— 决定性因素 从晶体结构的稳定观点来看，相互替代的质点尺寸愈接近， 则固溶体愈稳定，其固溶度将愈大。
r r1 r2 r1
Fe2O3—Al2O3， r=18.4%，有限固溶体
经验证明：
➢ 当r<15%时，溶质和溶剂之间有可能形成连续固溶体；
➢ 当r=15~30%时，溶质和溶剂之间可以形成有限固溶体；
二、实例 向MgO、CaF2、TiO2、沸石中引入同样的杂质原子，预计形 成填隙式固溶体的可能性或固溶度大小的顺序？

固溶体

固溶体
PbTiO3 中的Ti可全部被Zr取代，属无限互溶的 固溶体。
Pb(ZrxTi1-x)O3, x = 0 ~ 1 连续变化。
又称为连续固溶体或完全互溶固溶体
11
有限固溶体 杂质原子在固溶体中的溶解度是有限的，存
在一个溶解度极限。 也称为不连续固溶体或部分互溶固溶体。 例如MgO-CaO体系，虽然两者都是NaCl结构，
MgO-CaO两结构不同，只能形成有限固溶体 或不形成固溶体。
24
4.2.3 离子电荷
离子价相同或离子价态和相同，可形成连续 固溶体。例如：
钠长石Na[AlSi3O8]—钙长石Ca[Al2Si2O8]中, 离子电价总和为+5价：
N a Si4 C a 2 A l3
25
复合钙钛矿型压电陶瓷材料(ABO3型)中，
35
许多存在1种以上氧化态的过渡金属化合物是
非整比的，可看做是一种固溶体。如方铁矿Fe1-xO
Fe123xFe32x O
事实上，方铁矿的实际结构比Fe2+、Fe3+和阳
离子空位遍布于岩盐的八面体阳离子位置要复杂得
多，而代之以缺陷簇的形成。
1 2
O2
FeO 2FeFe
+ VF"e
+ OO
36
2. 填隙阴离子
在CaO稳定的立方氧化锆中有阴离子空位
Zr1xCax O2+x (0≤x≤0.2)
CaO
ZrO2
Ca
" Zr
+ VO
耐火材料和氧离子传导的固体电解质。
38
4. 填隙阳离子
典型代表是“填充硅石”。 硅石（石英、磷石英或方石英）的结构可以
通过Si4+被Al3+部分代替而修饰，与此同时，碱金 属阳离子就进入硅石骨架中正常空着的间隙位置。

第二章 固溶体

第二章 固溶体

第二章 固体中的相结构铁碳合金中的Fe3C
17
§2.2金属间化合物—特性
力学性能：高强度、高硬度、低塑性
可广泛用作强化相:
正常价化合物及电子化合物—有色金属的强化相; 简单间隙化合物—合金钢及硬质合金中重要强化相; 复杂间隙化合物—合金钢及高温合金中的强化相.
物化性能：具有电学、磁学、声学、催化 性质以及电子发射性质、化学稳定性、热 稳定性和高温强度等
2021/4/4
第二章 固体中的相结构
3
§2.1 固溶体—什么是固熔体?
固溶体的分类:
按溶质原子位置不同,可分为: 置换固溶体、间隙固溶体
按固溶度不同,可分为: 有限固溶体、无限固溶体
按溶质原子分布不同,可分为: 无序固溶体、有序固溶体
置换固溶体
间隙固溶体
2021/4/4
第二章 固体中的相结构
立方晶系，阳离子位于立方面心的节点位置上， 阴离子则位于立方体内8个小立方体的中心; 阳 离子的配位数位8，而阴离子的的配位数为4。
2021/4/4
第二章 固体中的相结构
23
密排面堆积
§2.3 陶瓷晶体相—氧化物结构
A2B3型化合物的结构
B A B A B A B A
Al2O3的晶体结构
2021/4/4
12,000～160,000 50,000～140,000 20,000～25,000
2021/4/4
第二章 固体中的相结构
15
§2.2金属间化合物—间隙化合物
形成：过渡族元素+原子半径很小的非金属元 素,尺寸因素起主要作用。
结构：
由非金属原子半径/过渡族金属原子半径(RX/RM)确定; a. 简单间隙化合物(间隙相)： (RX/RM)<0.59, 金属原子呈

第二章固溶体讲义.doc

第二章固溶体一种组分（溶剂）内“溶解”了其它组分（溶质）而形成的单一、均匀的晶态固体称为固溶体。

如果固溶体是由A物质溶解在B物质中形成的，一般将原组分B称为溶剂（或称主晶相、基质），把掺杂原子或杂质称为溶质。

在固溶体中不同组分的结构基元之间是以原子尺度相互混合的，这种混合并不破坏溶剂原有的晶体结构。

如以Al2O3晶体中溶入Cr2O3为例，A12O3为溶剂：Cr 3+溶解在A1O3中以后，并不破坏Al2O3原有晶体结构。

但少量Cr3+（约0．5wt％～2wt％)的溶入2，由于Cr3+能产生受激辐射，就会使原来没有激光性能的白宝石（α－Al2O3）变为有激光性能的红宝石。

固溶体可以在晶体生长过程中生成，也可以从溶液或熔体中析晶时形成，还可以通过烧结过程由原子扩散而形成。

固溶体、机械混合物和化合物三者之间是有本质区别的。

若单质晶体A、B形成固溶体，A和B 之间以原子尺度混合成为单相均匀晶态物质。

机械混合物A、B是A和B以颗粒态混合，A和B分别保持本身原有的结构和性能，A、B混合物不是均匀的单相而是两相或多相。

若A和B形成化合物AmBn，A:B≡m:n有固定的比例。

固溶体中由于杂质原子占据正常格点的位置，破坏了基质晶体中质点排列的有序性，引起晶体内周期性势场的畸变，这也是一种点缺陷范围的晶体结构缺陷。

固溶体在无机固体材料中所占比重很大，人们常常采用固溶原理来制造各种新型的无机材料。

例如PbTiO3和PbZrO３生成的锆钛酸铅压电陶瓷Pb（Zr x Ti1-）O3，广泛应用于电子、无损检测、医疗等技术领域。

又如Si3N4与A12O3之间形成Sialon固溶x体应用于高温结构材料等。

（一）固溶体的分类(1)按溶质原子在溶剂晶格中的位置划分溶质原子进入晶体后，可以进入原来晶体中正常格点位置，生成取代(置换)型的固溶体，在无机固体材料中所形成的固溶体绝大多数都属这种类型。

在金属氧化物中，主要发生在金属离子位置上的置换。

固溶体-课件(6)

1.4
合金相结构
•合金(alloy)----两种或两种以上的金属或金属与非金属 经冶炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。 组元----组成合金的基本单元。组元可以是金属和非金属, 也可以是化合物 相(phase)----合金中具有同一聚集状态,同一化学成分、 同一晶体晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部 分。
有序固溶体－长程
有序固溶体－偏聚
• 二、 固溶度
• 固溶度是指固溶体中溶质的最大含量，也 就是溶质在溶剂中的极限溶解度。它可以由实 验测定，也可以由热力学原理进行计算。研究 固溶体具有很大的实际意义，因为固溶度的大 小及其随温度的变化关系到合金的性能和热处 理行为。
三. 置换固溶体
（1）尺寸因素 以r1和r2分别代表半径大和半径小的溶剂(主晶相)或 溶质(杂质)原子(或离子)的半径， r1 r2 r 0.15 r1 • 当 时，溶质与溶剂之 间可以形成连续固溶体。 • 当 间只能形成有限型固溶体，
于各组元，而塑性则较低。
六.固溶体的微观不均匀性
• 固溶体中溶质原子的分布并不是完全无序的。 一般认为热力学上平衡状态的无序固溶体溶质 原子分布在宏观上是均匀的,在微观上是不均 匀的。

溶质原子的分布主要取决于 同类原子间的结合能和异类 原子结合能的相对大小， （1）如果A组元的结合能 及B组元及A、B组元间的结 合能近似相等，则溶质原子 呈无序分布；（2）如果同 类原子之间的结合能大于异 类原子之间的结合能，则溶 质原子呈偏聚状态；（3） 当异类原子之间的结合能大 于同类原子间的结合能时， 溶质就会呈部分有序排列， （4）如果溶质原子浓度达 到一定原子分数时呈完全有 序排列。
3、固溶强化
定义：固溶体的强度与硬度往往高于各组元，而 塑性则较低，称为固溶强化。 固溶强化的特点和规律：固溶强化的程度 ( 或效 果 ) 不仅取决与它的成分，还取决与固溶体的 类型、结构特点、固溶度、组元原子半径差等 一系列因素。 1 ）间隙式溶质原子的强化效果一般要比置换 式溶质原子更显著。 2 ）溶质和溶剂原子尺寸相差越大，固溶强化 越显著。

固溶体精品PPT课件


• 复合钙钛矿型压电陶瓷材料(ABO3型)中，
Pb
Fe
3 1
Nb15
O3
PbZrO3
2
2
是 Fe3 Nb5 2Zr 4 的B位取代。
Na
1
Bi
3 1
TiO3
PbTiO3
2
2
是
1 2
Na
1 2
Bi 3
Pb2
的A位取代。
(4)电负性
电负性相近（XA-XB<±0.4 ），有利于形成固溶体； 电负性相差大（XA-XB>±0.4）倾向生成化合物。
• PbZrO3和PbTiO3的Zr4+(0.072nm)与Ti4+(0.061nm),比值 ：
0.072 0.061 15.28% 15% 高温立方相稳定，所以为连续SS
0.072 • 在石榴子石Ca3Al2(SiO4)3和Ca3Fe2(SiO4)3中，均为孤岛状结构，
Fe3+和Al3+能形成连续置换，因为它们的晶胞比氧化物大八倍，
金属和H、B、C、N等形成的固溶体都是间隙式固 溶体。
2. 按溶质原子在溶剂晶体中的溶解度分类 ： a．连续固溶体（无限固溶体、完全互溶固溶体） ： 溶质和溶剂可按任意比例互溶。钠、钙长石，MgOCoO ，PbZrO3-PbTiO3 。 b．有限固溶体（不连续固溶体、部分互溶固溶体） ： 溶质在固溶体中的溶解度是有限的。MgO-Al2O3， MgO-CaO。对于有限型固溶体，溶质在有限范围内溶 解度随温度升高而增加。
构。
现代材料研究常用生成固溶体的方法来提 高和改善材料性能，例如： • A转l2变O为3晶有体激中光溶性入能0.的5~红2W宝t%石的；Cr3+后，由刚玉 • P广b泛TiO应3用和于Pb电Zr子O3、固无溶损生检成测锆、钛医酸疗铅等压技电术陶领瓷域，。

固溶体的概念及其分类

（3）机械混合物：无化学反应，各自保留原来的物相，晶 体结构类型不同，晶胞参数差别大。
2/19
§1-4 固溶体的概念及其分类
➢ 固溶体与一般化合物有本质区别：
化合物AmBn：A、B之间按确定的分子比例m:n化合，晶体结 构固有，既不同于A，亦不同于B
固溶体：A、B之间并不存在确定的分子比，可以在一 定范围内波动，其结构与主晶体结构一致。
5/19
§1-4 固溶体的概念及其分类
二、固溶体分类
1、溶质原子在溶剂晶体结构中所处的位置分类(本质)
（1）置换型固溶体：溶质的质点取代部分溶剂晶格上的质点，占据其 格点位置所形成的固溶体，无机材料多发生在金属阳离子的置换
（2）填隙型固溶体：溶质质点填充于溶剂晶格质点的间隙位置而形成固 溶体，无机材料多发生在阴离子所形成的间隙中
§1-4 固溶体的概念及其分类
二、固溶体分类
1、溶质原子在溶剂晶体结构中所处的位置分类(本质)
（1）置换型固溶体：溶质的质点取代部分溶剂晶格上的质点，占据其 格点位置所形成的固溶体，无机材料多发生在金属阳离子的置换
（2）填隙型固溶体：溶质质点填充于溶剂晶格质点的间隙位置而形成固 溶体，无机材料多发生在阴离子所形成的间隙中
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§1-4 固溶体的概念及其分类
（2）离子大小
对金属氧化物来说，杂质正离子与基质正离子半径相差愈大，溶 解度愈低
离子半径相对差值＝（r大－r小）/r小×100％
相对差值 <15%
15%～40%
>40%
无限固溶体 有限固溶体
非固溶体
例：Al2O3-Cr2O3：rAl3＋＝0.57Å，rCr3＋＝0.64Å
（3）缺位型固溶体：晶体中存在部分格点未被质点占据的固溶体
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1.4
合金相结构
•合金(alloy)----两种或两种以上的金属或金属与非金属 经冶炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。 组元----组成合金的基本单元。组元可以是金属和非金属, 也可以是化合物 相(phase)----合金中具有同一聚集状态,同一化学成分、 同一晶体晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部 分。
• (3)按溶质原子在溶剂中的分布特点分类 无序固溶体：溶质原子在溶剂中任意分布, 无规律性。 有序固溶体：溶质原子按一定比例和有规 律分布在溶剂晶格的点阵或间隙里。 (4)按基体类型分类： 一次固溶体：以纯金属为基形成的固溶体。 二次固溶体：以化合物为基形成的固溶体。
有序固溶体－短程
r1 r2 r 30% r1
r1 r2 r 15% ~ 30% r1
时，溶质与溶剂之
• 当 时，溶质与溶剂之 间很难形成 固溶体或不能形成 固溶体，而容易形成 中间相或化合物。因此Δr愈大，则溶解度愈小。
晶格畸变能：点阵畸变使晶体能量升高，这种升高的能量即 为晶格畸变能。
电子数总和与原子总数的比值。
C越大，越易形成化合物；
C越小，越易形成固溶体
1.4.1 固溶体
固溶体是以某一组元为溶剂，在其晶体点阵中溶入其他 组元原子（溶质原子）所形成的均匀混合的固态溶体，它 保持着溶剂的晶体结构类型。
一、固溶体分类
(1)按溶质原子在点阵中所占位置分为： 置换固溶体(substitutional solid solution)：溶质原 子置换了溶剂点阵中部分溶剂原子。金属和金属形成的固溶体
都是置换式的。如，Cu-Zn系中的α和η固溶体都是置换式固溶体。 在金属氧化物中，主要发生在金属离子位置上的置换，如： MgO-CaO，MgO-CoO，PbZrO3-PbTiO3，Al2O3-Cr2O3等。
间隙固溶体(interstitial solid solution) ：溶质原子 分布于溶剂晶格间隙中。
rA rB 2 8Gr ( ) rA
'
3 B
难熔金属的固溶度小于
易熔合金，为什么？
置换固溶体大小溶质原子引起的点阵 畸变
(2)晶体结构 晶体结构相同是形成无限固溶体的必 要条件。否则只能形成有限固溶体。 NiO-MgO都具有面心立方结构，且 Δr<15%，可 形成连续固溶体； MgO-CaO两结构不同，只能形成有限型固溶体 或不形成固溶体。 (3)电负性因素 电负性差越大,两者间亲和力大,易 形成中间相。否则易形成固溶体。例如当Gordy定义 的负电性值相差0.4以上时，固溶度就极小（因为此时 A，B二组元形成稳定的中间相）。
(4)电子浓度（e/a） 合金中各组成元素的价电子 数总和与原子总数的比值。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
：e/a=VA(1-x)+VBx •原子价：形成合金时，每一原子平均贡献的公有 电子数（或参加结合键的电子数）。p141表5-1。 •极限电子浓度：最大固溶度时的电子浓度。 • 如果用价电子浓度表示合金的成分，那么 IIB~VB族元素在IB族熔剂元素中的固溶度相同， 约为e/a=1.36,超过极性电子浓度，固溶体不稳定， 形成新相。 在尺寸因素有利的条件下，溶质元素的原子价越 高，则其在Cu,Ag,Au中的溶解度越小。 •如Zn2+,Ga3+,Ge4+,As5+, 在Cu +中的最大固溶度分别 为38%，20%，12%，7%。
金属和非金属元素H、B、C、N等形成的固溶体都是间隙式的。如，在 Fe-C系的α固溶体中，碳原子就位于铁原子的BCC点阵的八面体间隙 中。
固溶体的两种类型（置换和间隙）
(2)按溶质原子在溶剂原子中溶解度分类：
有限固溶体：在一定条件下,溶质原子在溶剂中的溶解量有一 个上限,超过这个限度就形成新相。 两种晶体结构不同或相互取代的离子半径差别较大，只能 生成有限固溶体。如MgO-CaO系统，虽然都是NaCl型结构， 但阳离子半径相差较大，rMg2+=0.80埃，rCa2+=1.00埃，取代只 能到一定限度。 无限固溶体：溶质原子可以任意比例溶入溶剂晶格中形成的 固溶体。
Cu-Ni 系、Cr-Mo 系、Mo-W系、 Ti-Zr系等在室温下都能无限互溶，形 成连续固溶体。 MgO-CoO 系 统 ， MgO 、 CoO 同 属 NaCl 型 结 构 ， rCo2+=0.80 埃 ， rMg2+=0.80埃，形成无限固溶体，分子式可写为MgxCo1-xO，x=0~1； PbTiO3与PbZrO3也可形成无限固溶体，分子式写成：Pb（ZrxTi1-x）O3， x=0~1。

•相分类:固溶体和中间相(金属间化合物)
固溶体——
中间相——

中间相可以用分子式来大致表示其组成。
合金相的性质由以下三个因素控制: （1）电负性或化学亲和力因素 （2）原子尺寸因素
△r=（rA－rB)/rA △r越大， 越易形成中间相。 △r越小，越易形成固溶体
（3）原子价因素(电子浓度因素):合金中各组成元素的价

其它因素：
（1）、离子类型和键性 化学键性质相近，即取代前后离子周围离子间键性相 近，容易形成固溶体。 （2）、电价因素 形成固溶体时，离子间可以等价置换也可以不等价置 换。 在硅酸盐晶体中，常发生复合离子的等价置换，如 Na++Si4+ =Ca2++Al3+，使钙长石Ca[Al2Si2O6]和钠长石 Na[AlSi3O8] 能形成连续固溶体。又如， Ca2+=2Na+ ， Ba2+=2K+常出现在沸石矿物中。 （3）相对价效应：两个给定元素的相互固熔度与它们各 自的原子价有关，且高价元素在低价元素中的固溶度 大于低价元素在高价元素的固溶度。
有序固溶体－长程
有序固溶体－偏聚
• 二、 固溶度
• 固溶度是指固溶体中溶质的最大含量，也 就是溶质在溶剂中的极限溶解度。它可以由实 验测定，也可以由热力学原理进行计算。研究 固溶体具有很大的实际意义，因为固溶度的大 小及其随温度的变化关系到合金的性能和热处 理行为。
三. 置换固溶体
（1）尺寸因素 以r1和r2分别代表半径大和半径小的溶剂(主晶相)或 溶质(杂质)原子(或离子)的半径， r1 r2 r 0.15 r1 • 当 时，溶质与溶剂之 间可以形成连续固溶体。 • 当 间只能形成有限型固溶体，