固溶體指的是礦物一定結(jié)晶構(gòu)造位置上離子的互相置換,而不改變整個(gè)晶體的結(jié)構(gòu)及對(duì)稱性等.但微觀結(jié)構(gòu)上如結(jié)點(diǎn)的形狀、大小可能隨成分的變化而改變.如自然界輝石就是一個(gè)多種成分的固溶體.自然界礦物 中廣泛存在的離子或離子團(tuán)之間的置換的化學(xué)現(xiàn)象,過(guò)程稱為類質(zhì)同像或固溶體.類質(zhì)同像是礦物結(jié)晶時(shí),其晶體結(jié)構(gòu)中一種位置被兩種或兩種以上的不同元素（或基團(tuán)）而形成混晶的現(xiàn)象,而固溶體是反映形成這種混晶的礦物結(jié)構(gòu).固溶體分為三種：替代式固溶體、填隙式固溶體和缺位式固溶.
所謂固溶體(solid solution)是指溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中而仍保持溶劑類型的合金相.
　　這種相稱為固溶體,這種組元稱為溶劑,其它的組元即為溶質(zhì).工業(yè)上所使用的金屬材料,絕大部分是以固溶體為基體的,有的甚至完全由固溶體所組成.例如,廣泛用的碳鋼和合金鋼,均以固溶體為基體相,其含量占組織中的絕大部分.因此,對(duì)固溶體的研究有很重要的實(shí)際意義.
　　當(dāng)一種組元A加到另一種組元B中形成的固體其結(jié)構(gòu)仍保留為組元B的結(jié)構(gòu)時(shí),這種固體稱為固溶體.B組元稱為溶劑,A組元稱為溶質(zhì).組元A、B可以是元素,可以是化合物.固溶體分成置換式固溶體和間隙式固溶體兩大類.置換式固溶體溶質(zhì)原子處于溶劑原子的位置上,即置換了溶劑原子,如α黃銅中,鋅置換了銅原子；間隙式固溶體是溶質(zhì)原子處于溶劑原子的間隙處,如α鐵中,碳原子處在鐵原子排列的間隙處.
按溶質(zhì)原子在晶格中的位置不同可分為置換固溶體和間隙固溶體.
　　1、置換固溶體：溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑晶格中的結(jié)點(diǎn)位置而形成的固溶體稱置換固溶體.當(dāng)溶劑和溶質(zhì)原子直徑相差不大,一般在15％以內(nèi)時(shí),易于形成置換固溶體.銅鎳二元合金即形成置換固溶體,鎳原子可在銅晶格的任意位置替代銅原子.
　　2、間隙固溶體：溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙而形成的固溶體稱間隙固溶體.間隙固溶體的溶劑是直徑較大的過(guò)渡族金屬,而溶質(zhì)是直徑很小的碳、氫等非金屬元素.其形成條件是溶質(zhì)原子與溶劑原子直徑之比必須小于0.59.如鐵碳合金中,鐵和碳所形成的固溶體――鐵素體和奧氏體,皆為間隙固溶體.
　　按固溶度來(lái)分類：可分為有限固溶體和無(wú)限固溶體.無(wú)限固溶體只可能是轉(zhuǎn)換固溶體.
　　按溶質(zhì)原子與溶劑原子的相對(duì)分布來(lái)分；可分為無(wú)序固溶體和有序固溶體.
　　在討論固溶體的概念時(shí),認(rèn)為溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)（原子、離子）在溶劑晶體結(jié)構(gòu)中的分布是任意的、無(wú)規(guī)則的,這便是無(wú)序固溶體的概念.例如,晶胞參數(shù)的測(cè)定,實(shí)際上是一個(gè)平均值；密度的測(cè)定也是統(tǒng)計(jì)的結(jié)果.固溶體中溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)無(wú)規(guī)則分布的概念,和實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致.
　　有些固溶體中溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的分布是有序的,即溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在結(jié)構(gòu)中按一定規(guī)律排列,形成所謂“有序固溶體”.例如,Au-Cu固溶體,Au和Cu都是面心立方格子,它們之間可以形成連續(xù)置換固溶體.在一般情況下,Au和Cu原子是無(wú)規(guī)則的分布在面心立方格子的結(jié)點(diǎn)上,這便是一般認(rèn)為的固溶體（圖5-47(a)）.但是,如果這個(gè)固溶體的組成為AuCu3和AuCu時(shí),并且在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間退火,則固溶體的結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝行蚪Y(jié)構(gòu)”.這表現(xiàn)為AuCu3組成中,所有的Au原子占有面心立方格子的頂角位置,而Cu原子則占有面心立方格子的面心位置（圖5-47(b)）.因而,從單位晶胞來(lái)看組成應(yīng)為AuCu3.同理,如果Au原子和Cu原子分層相間分布（圖5-47(c)）,也形成“有序結(jié)構(gòu)”,其相應(yīng)的組成應(yīng)為AuCu.這種有序結(jié)構(gòu)稱為超結(jié)構(gòu).它除了和組成有關(guān)外,還和晶體形成時(shí)的溫度、壓力條件有關(guān).[1]
當(dāng)溶質(zhì)元素含量很少時(shí),固溶體性能與溶劑金屬性能基本相同.但隨溶質(zhì)元素含量的增多,會(huì)使金屬的強(qiáng)度和硬度升高,而塑性和韌性有所下降,這種現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化.置換固溶體和間隙固溶體都會(huì)產(chǎn)生固溶強(qiáng)化現(xiàn)象.
　　適當(dāng)控制溶質(zhì)含量,可明顯提高強(qiáng)度和硬度,同時(shí)仍能保證足夠高的塑性和韌性,所以說(shuō)固溶體一般具有較好的綜合力學(xué)性能.因此要求有綜合力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)材料,幾乎都以固溶體作為基本相.這就是固溶強(qiáng)化成為一種重要強(qiáng)化方法,在工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用的原因