Pojem pevný roztok je termodynamický pojem. Je to směs čistých látek, které tvoří homogenní pevnou látku .
Pro kapalinu je pojem řešení zcela intuitivní: když je těleso v roztoku, nelze jej v rozpouštědle rozlišit ani pod optickým mikroskopem . Jinak mluvíme o sraženině nebo emulzi .
U tělesa se případ trochu liší: v některých případech je těleso v makroskopickém měřítku homogenní, ale mikroskop umožňuje rozlišit dvě různé fáze . Pevná látka se mohla vytvořit přímo v této formě ( eutektická ); ale může také vzniknout jako homogenní krystal ( krystalizace ), přičemž počáteční pevný roztok poté prošel demixováním , obvykle během pomalého ochlazování ( exsoluce ).
Příklady pevných roztoků zahrnují soli a minerály krystalizované z kapalného roztoku a slitiny kovů.
Obecně se pevný roztok v krystalické pevné látce vyskytuje dvěma mechanismy:
V obou případech se jedná o bodové vady . Tyto mechanismy byly zejména studovány William Hume-Rothery v první polovině XX -tého slitin století stříbra, mědi a železa, jakož i intermetalických sloučenin.
Případ eutektiky a eutektoidů je jiný. V těchto případech se vytvoří dvě různé fáze, jedna fáze každé čisté látky A a B, ale tyto dvě fáze jsou úzce spojeny uvnitř zrna. Například budeme mít posloupnost destiček (lamelární eutektikum), které vypadají, že tvoří krystalit s definovanými spoji, nebo tvorbu vláken (tyčinky, jehly, jehličkovité eutektikum) nebo zarovnané globuly (globulární eutektikum) fáze v krystalitech na jiný.
Materiál je pak v makroskopickém měřítku homogenní , ale v mezoskopickém měřítku (krystalitový) heterogenní. Chová se však termodynamicky jako jedna fáze.
V oceli je uhlík v pevném roztoku v železné matrici . Ferit a austenit jsou pevné roztoky; cementitu o nevýhodách je chemicky definované sloučeniny , karbid železa, Fe 3 C.
Říká se, že dvě nebo více minerálních fází tvoří pevný roztok, když jedna přechází postupně z jedné do druhé substitucí svých chemických prvků. Mluví se spíše v tomto případě o „izostrukturální řadě“ nebo „ izomorfní řadě “.
Příklady:
Póly (čisté látky) se mění z kapalného na pevné chování bez přechodu.
Meziprodukty jsou při velmi vysokých teplotách zcela tekuté. Pokles teploty je poznamenán přechodem do přechodové domény a výskytem prvních krystalů. Tato doména je charakterizována křivkami likvidu a solidu fázového diagramu .
Když se pevný roztok stane nestabilním - například v důsledku poklesu teploty - dojde k exsoluci a obě fáze se oddělí do lamel, které mohou být mikroskopické, mezoskopické nebo makroskopické. Příkladem je perthitová odrůda alkalického minerálu živce , ve které se střídají tenké vrstvy bílého albitu s většinou růžovými mikroklinami . Tento jev se také někdy vyskytuje mezi pyroxeny .