ヒューム＝ロザリーの法則

ウィリアム・ヒューム＝ロザリーにちなんで名付けられたヒューム＝ロザリー則は、元素が金属に溶解して固溶体を形成する条件を記述する一連の基本規則です。規則には 2 つのセットがあり、1 つは置換型固溶体に関するもので、もう 1 つは侵入型固溶体に関するものです。

置換型固溶体の場合、ヒューム・ロザリー則は次のようになります。

1. 溶質原子と溶媒原子の原子半径は15 %以内の差でなければならない: ^[1]

   ${\displaystyle \%{\text{差}}=\left({\frac {r_{\text{溶質}}-r_{\text{溶媒}}}{r_{\text{溶媒}}}}\right)\times 100\%\leq 15\%.}$

2. 溶質と溶媒の結晶構造は類似している必要があります。
3. 完全な溶解は、溶媒と溶質の原子価が同じ場合に起こります。^[2] 金属は、より高い原子価の金属を溶解する可能性が高く、その逆も同様です。^{[1] [3] [4]}
4. 溶質と溶媒は同様の電気陰性度を持つ必要があります。電気陰性度の差が大きすぎると、金属は固溶体ではなく金属間化合物を形成する傾向があります。

格子間固溶体 の場合、ヒューム・ロザリー則は次のようになります。

1. 溶質原子の半径は溶媒原子の半径の59%よりも小さくなければならない。 ^{[5] [6]}
2. 溶質と溶媒は同様の電気陰性度を持つ必要がある。^[7]
3. 原子価係数: 2 つの元素は同じ原子価を持つ必要があります。溶質原子と溶媒原子の原子価の差が大きいほど、溶解度は低くなります。

基本的に、ヒューム・ロザリー則は、置換型または侵入型固溶体を形成する2成分系に限定されています。しかし、このアプローチでは、一般的に多成分系である先進合金の評価が制限されます。自由エネルギー図（または状態図）は、複雑なシステムの平衡制約に関する詳細な知識を提供します。本質的に、ヒューム・ロザリー則（およびポーリングの規則）は、幾何学的制約に基づいています。ヒューム・ロザリー則の進歩も同様です。そこでは、それらはボロノイ図で記述可能な臨界接触基準と見なされています。^[8]これにより、多成分系の理論的な状態図の生成が容易になる可能性があります。

遷移金属元素を含む合金の場合、ヒューム・ロザリーの電子濃度則の解釈は困難である。遷移金属のe/a値（原子あたりの移動電子数）は長い間議論の的となっており、満足のいく解決策はまだ見つかっていないからである。^{[9] [10]}

• カルファド
• 混合エンタルピー
• ギブスエネルギー
• 相図

• Bhadeshia, HKDH「固体溶液：ヒューム・ロザリー則」 。2007年 11 月 24 日閲覧。
• 水谷宇一郎 (2010)。構造的に複雑な合金相に対するヒューム・ロザリー則。テイラー＆フランシス。ISBN 978-1-4200-9058-1。