Если размеры двух ионов различаются меньше чем при- . мерно на 15 %, то это благоприятствует образованию твердых растворов замещения. Этот фактор для ионных кристаллов является наиболее важным. Если валентности введенного постороннего и основного иона различаются, то это ограничивает образование твердого раствора. Чем выше склонность к протеканию химических реакций, тем ограниченней возможность замещения основного иона посторонним. Одинаковый тип кристаллической решетки способствует образованию твердого раствора. 28
Как правило, образование твердого раствора замещения сопровождается появлением вакансий из-за необходимости соблюдения условия электронейтральности решетки. Так, введение ионов трехвалентного железа в вюстит приводит к образованию вакансий катионов. Если размер посторонних атомов мал, то они могут входить в междоузлия решетки (твердые растворы внедрения).
В кристаллах могут встречаться дефекты, образование которых не связано с внедрением посторонних атомов. Если такие дефекты состоят из равного числа вакансий и атомов в междоузлиях, то их называют дефектами по Френкелю. Кристаллическая система с этими дефектами термодинамически более предпочтительна при высоких температурах. По Френкелю, концентрация вакансий (nv) и атомов в междоузлиях (л,-)
Щ = «,, = п, ехр(-Е/кТ), •*•