Твёрдая оболочка Земли, других подобных планет и метеоритов состоит из минералов, преимущественно оксидов и силикатов, и за редким исключением они все представляют собой твердые растворы. Силикаты и оксиды примечательны своей способностью принимать в свою кристаллическую решётку множество разных элементов, и одновременно своей стабильностью при широких диапазонах давления и температуры.
Потенциал использования твёрдых растворов настолько велик и спектр их использования настолько разнообразен, что металлургия, химия, физика, материаловедение, минералогия, петрология и геохимия изучают твёрдые растворы методами науки термодинамики.
Определение
Твёрдый раствор это атомная смесь, твёрдая фаза, которая кристаллизуется в результате взаимодействия двух веществ: растворяемого и растворителя.
Классификация
Минералы, сплавы металлов, стёкла - это твёрдые растворы. Сюда же можно отнести лабораторные кристаллы, полупроводники, полимеры в виде пластмасс, ферриты.
Минералы
Гранаты (пироп, альмандин, спессартин, антрадит, гроссуляр, уваровит и другие). Представители класса силикатов гранаты стабильны при давлении в 1 атм, а композиционно сложные гранаты также стабильны в слое Голицына земной мантии в интервале глубин 410-670 км.
Сплавы металлов
Латунь (соединение бронзы и цинка CuZn),
Золото 585 пробы (58,5% золота Au, 41,5% долей меди, серебра, палладия, цинка, никеля. Бытует мнение, что избыточное количество никеля в золотом сплаве может вызывать контактный дерматит у тех, кто имеет к этому склонность).
Стёкла
Силикатные стекла (из расплава SiO2 и добавлением других элементов для придания нужных свойств, к примеру, прозрачное оконное стекло)
Лабораторные кристаллы
По физико-химическим свойствам аналогичны природным минералам.
Полупроводники
Полупроводники это материалы, при помощи которых можно проектировать сложную вычислительную технику. Они могут обладать свойствами как проводников, так и изоляторов в зависимости от окружающих условий. Полупроводники надежны в работе, энергетически эффективны и относительно недорого стоят.
Простые вещества-полупроводники:
кремний, германий, теллур, селен.
Соединения-полупроводники:
GaAsHgIn2Te4
Пластмассы
Полимеры - это вещества, состоящие из длинных макромолекул, в которых повторяющиеся мономеры соединяются химическими связями. После затвердения полимеров образуется пластмассы, к примеру PET полиэтилентерефталат (из него делают бутылки для молока и кефира).
Ферриты
Ферриты это сплавы оксидов железа и оксидов других металлов. Ферриты обладают выраженным ферромагнетизмом и служат хорошими магнитами для холодильников или компьютерной техники.