Materiallösning

Materiallösning är en homogen blandning där ett ämne lösts i ett annat på atomär eller molekylär nivå. Begreppet används inom kemi, metallurgi och materialvetenskap. En materiallösning kan förekomma i flytande form (lösning där ett ämne lösts i en vätska) eller som en fast lösning i ett fast ämne (solid lösning).

Inom metalliska system räknas ofta fasta lösningar där lösta atomer antingen ersätter värdartomer i gitterstrukturen (substitutionell fast lösning) eller ockuperar interstitiella hålrum (interstitiell fast lösning). Egenskaperna hos en materiallösning beror på lösligheten, koncentrationen och hur atomerna fördelas. Löslighet är temperaturberoende och kan leda till förändringar i struktur och egenskaper när temperaturen ändras.

Lösningar kan vara helt eller partiellt lösliga. Fasdiagram används för att beskriva faser och gränser vid olika temperaturer och sammansättningar. Exempel: mässing består av koppar och zink och utgör en substitutionsfast lösning; järn med kol fungerar som en interstitiell fast lösning i vissa temperaturintervall. I flytande lösningar är vanliga exempel natriumklorid i vatten och socker i vatten.

Tillverkning och bearbetning involverar upplösning av ett ämne i ett lösningsmedel genom uppvärmning och diffusion, följt av nedkylning eller olika bearbetningar. Övermättade lösningar kan vid snabb avkylning eller genom åldershärdning få ett precipiterande skikt av sekundära faser som förstärker materialet.

Användningar inkluderar design av legeringar med önskade mekaniska och termiska egenskaper, dopning av halvledare och kemiska tillämpningar.