твёрдые фазы (См.
Фаза)переменного состава, в которых атомы раз личных элементов смешаны в известных пределах или неограниченно в общей кристаллической решётке (См.
Кристаллическая решётка)
. Растворимость в твёрдом состоянии свойственна всем кристаллическим твёрдым телам. Б большинстве случаев эта растворимость ограничена узкими пределами, но известны системы с непрерывным рядом Т. р. (например, Cu - Au, Ti - Zr, Ge - Si, GaAs - GaP). По существу все кристаллические вещества, известные как "чистые" или "особо чистые", являются Т. р. с очень малым содержанием примесей, поскольку абсолютная чистота практически недостижима. В природе широко распространены Т. р. минералов (см.
Изоморфизм)
. Наличие широкой области Т. р. на основе соединений или главным образом металлов (См.
Металлы) имеет громадное значение в технике, так как образующиеся при этом
Сплавы отличаются более высокими механическими, физическими и др. свойствами, чем исходные компоненты. При распаде Т. р. сплавы при обретают новые, часто особые свойства (см.
Термическая обработка, Закалка, Отпуск).
Примесные атомы или атомы легирующих элементов могут образовывать с матрицей основного кристалла либо Т. р. замещения, либо Т. р. внедрения; это зависит в основном от двух факторов: размерного и электрохимического. Известны два полуэмпирических правила Юм-Розери, согласно которым Т. р. замещения образуются лишь теми атомами, которые, во-первых, имеют близкие по размерам радиусы (отличающиеся не более чем на 15\%, а в случае Т. р. на основе Fe - не более чем на 8\%) и, во-вторых, электрохимически подобны (находятся не слишком далеко друг от друга в ряду напряжении (См.
Ряд напряжений))
. Т. р. внедрения образуются в тех случаях, когда размеры атомов компонентов существенно отличаются друг от друга и возможно внедрение атомов одного сорта в пустоты (междоузлия) кристаллической решётки, образованной атомами другого сорта. Образование подобных Т. р. типично для растворения в металлах таких неметаллов, как бор, кислород, азот и углерод (см., например,
Аустенит, Мартенсит)
. Т. р. как замещения, так и внедрения могут быть либо неупорядоченными - со статистическим распределением атомов в решётке, либо частично или полностью упорядоченными - с определённым расположением атомов разного сорта относительно друг друга. Полностью упорядоченные Т. р. принято называть сверхструктурными. В некоторых случаях в Т. р. атомы одного сорта могут стремиться к объединению, образуя скопления, которые, в свою очередь, могут определённым образом ориентироваться или упорядоченно распределяться. Экспериментальные данные об упорядочении Т. р. получают в основном при изучении диффузного рассеяния рентгеновских лучей (см.
Рентгеновский структурный анализ)
. Т. р., находящиеся в термодинамическом равновесии, в макроскопическом масштабе можно считать истинно гомогенными; однако при этом они не обязательно гомогенны при рассмотрении в атомном масштабе. Наряду с двумя основными типами Т. р. - замещения и внедрения - может быть выделен и третий тип - Т. р. вычитания, образованные вакантными узлами кристаллической решётки (см.
Вакансия и
Дефекты в кристаллах)
. Существуют и неметаллические системы, которые относят к Т. р., обладающие весьма ценными свойствами и широко используемые в современной технике, например полупроводники и ферриты.