O que dificulta uma solução sólida intersticial ser ilimitada? (Aponte ao menos uma razão)
Passo 1
O enunciado pergunta por que uma solução sólida intersticial não pode crescer indefinidamente no metal hospedeiro. O conteúdo é de soluções sólidas em materiais (metalurgia), e vamos usar a geometria dos sítios intersticiais e a energia de deformação da rede para responder.
Passo 2
Em rede cristalina compacta, os sítios intersticiais têm raio máximo permitido para caber um átomo estranho sem causar distorção excessiva. Para um sítio octaédrico, por exemplo, vale
e para um sítio tetraédrico
onde
é o raio do átomo intersticial e
o raio do átomo da rede.
Passo 3
Se o átomo intersticial for maior que esse limite geométrico, a rede precisa se distorcer para acomodá-lo, gerando grande energia elástica (entalpia de deformação) na vizinhança do sítio.
Passo 4
Conforme a concentração intersticial aumenta, a energia total de deformação cresce rapidamente, tornando-se termodinamicamente favorável a formação de compostos ou precipitados em vez de dissolução contínua.
Resposta
A limitação vem do fato de que átomos intersticiais maiores que o raio máximo permitidos pelos sítios causam distorções de rede e elevada energia de deformação, o que impede a solubilidade ilimitada.