Les solutions solides primaires

Les solutions solides primaires sont définies par la limite de solubilité du ou des éléments d’alliages () dans le métal de base (\ce{A}). Un certain nombre de règles empiriques, appelées règles de Hume-Rothery, permet d’évaluer qualitativement cette grandeur :

  • effet de taille :

    cet effet est à relier à la variation d’énergie élastique due à la mise en solution. Si les diamètres atomiques des éléments \ce{A} et \ce{B} diffèrent de plus de 15 %, la solubilité de \ce{B} dans \ce{A} sera très limitée (quelques % atomiques seulement),

  • effet de l’électronégativité :

    si les éléments \ce{A} et \ce{B} ont des électronégativités très différentes, ils ont tendance à former des liaisons à caractère non métallique (ionique ou covalente), ce qui diminue considérablement la solubilité primaire,

  • effet de valence :

    la solubilité d’un élément de valence élevée est plus forte dans un solvant de valence faible que dans le cas inverse,

  • effet de concentration électronique :

    la solubilité limite est gouvernée par la concentration électronique (nombre d’électrons de valence par atomes).