不同的溶質原子在同一溶劑中的溶解度不同。可以無限比例互溶的叫無限互溶,如鎳、金等和銅能以無限比例互溶。反之叫有限互溶,指溶質在溶劑中的溶解度有一定的限度,如鋅在銅中的溶解度為39% ,鋁在銅中的溶解度為9% ,鉛在銅中幾乎不溶。
到目前為止,尚未發現預測固溶體的固溶度大小的定量規律。HumeRothery在20世紀60年代初通過大量實驗和觀察總結了影響固溶體大小的規律如下:(1)原子尺寸因素:原子尺寸差別較小(< 14%)是形成廣闊固溶體區的先決條件。因為金屬中溶人其他元素形成固溶體時,原子尺寸差別大,晶格畸變能增值大,當畸變能增加到一定程度后,晶體變得不穩定,因而使固溶度不能再增大。
(2)電負性因素:電負性大小表示該元素得失電子的能力,電負性差值越大兩種原子間的化學親和力越強。電負性差值不大時,電負性差值增加,異種原子間的親和力加強,也有利于增大固溶度。但若電負性差值超過某- - 臨界值,則傾向于形成穩定化合物,電負性差值越大,形成的化合物越穩定,固溶度越低。
(3)電子濃度因素:以銅作溶劑,在溶質元素與銅原子尺寸因素有利時,溶質元素的原子價越高,組成固溶體時的*大溶解度越小。一般由“電子濃度”,即合金中總的價電子數e與總原子數a的比值e/a決定。高價元素在低價元索中的溶解度較大,而低價元素在高價元索中的溶解度較小。此規律稱為“相對價效應”。如銅中能溶解4%的硅,而硅中不能溶解銅。
(4)晶體結構因素:兩種元素要形成連續固溶體,兩組元的晶體結構*好相同。能夠形成連續固溶體的兩組元一般均位于同族或相鄰族內,并具有相同晶體結構,如Cu-Au.Cu-Ni.Cu- Pd等。