Правила Юм-Розери

Пра́вила Юм-Ро́зери — ряд основных правил, определяющих способность химического элемента растворяться в металле с образованием твёрдого раствора. Существует две формулировки этих правил, определяющие возможность образования твёрдых растворов замещения и внедрения. Названы по имени открывшего их английского металловеда Уильяма Юм-Розери.

Правила для твёрдых растворов замещения

Для твёрдых растворов замещения правила Юм-Розери следующие:

1. Растворимость возможна, если кристаллические решётки растворённого элемента и растворителя одинаковы.

2. Образование твёрдого раствора возможно, если атомные радиусы растворённого элемента ([math]\displaystyle{ r_{solute}) }[/math] и растворителя ([math]\displaystyle{ r_{solvent}) }[/math] отличаются не более, чем на 15 %:

[math]\displaystyle{ \% \mbox{ difference} = \left ( \frac{(r_{solute} - r_{solvent})}{r_{solvent}} \right ) * 100 \le 15\% }[/math]

3. Максимальная растворимость достигается, если растворяемый элемент и растворитель имеют одинаковую валентность, причём металлы с меньшей валентностью стремятся раствориться в металлах с большей валентностью.

4. Растворённый элемент и растворитель должны иметь близкую электроотрицательность (различие не должно превышать 0.2-0.4), в противном случае рассматриваемые элементы вместо твёрдых растворов склонны к образованию интерметаллических соединений.

Правила для твёрдых растворов внедрения

Для твёрдых растворов внедрения правила Юм-Розери следующие:

1. Атом растворённого элемента должен иметь атомный радиус меньший, чем размер пустот (пор) в кристаллической решётке растворителя, но быть больше размера самой маленькой из возможных пор — тетраэдрической поры, то есть должно выполняться правило Хэгга:

[math]\displaystyle{ 0.25 \cdot {r_{solvent}} \le {r_{solute}} \le 0.59 \cdot {r_{solvent}} }[/math]

2. Растворённый элемент и растворитель должны иметь близкую электроотрицательность.