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
rintrhosp<=0,414
e para um sítio tetraédrico
rintrhosp<=0,225,
onde rint é o raio do átomo intersticial e rhosp 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.

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