固溶體（solid solution）

你可以把糖溶進水裡，它消失成單一清澈的液體。令人驚訝的是，固體也能以完全相同的方式溶解另一種物質，而不必熔化。固溶體是單一結晶相，其中外來原子被攪進宿主晶格——或取代宿主原子（置換型），或擠進原子之間的間隙（間隙型）——同時晶體維持它那一種連續結構。紅寶石是經典的美例：Al2O3 中幾個百分比的 Cr 原子坐進鋁的位置，本來如藍寶石般清透的晶體便轉為紅色。

能溶多少取決於客體有多合身，很像金屬那套老規則：離子尺寸相近（約 15% 以內）、相同晶體結構、電荷相近、化學性質相近，都推向高溶解度。當一切吻合，你能得到完全固溶——兩個端成員以任何比例互溶，如 MgO 與 NiO（都是岩鹽結構、尺寸相近），在整張相圖上都是單一相、根本沒有共晶，只有一枚液相線疊在固相線上的透鏡。當合身度較差，你得到部分（有限）固溶：宿主只吞得下這麼多客體，之後就必須出現第二相，圖上顯示一條溶解度極限，通常隨溫度升高而變寬。

在陶瓷中，固溶體是整類材料背後安靜的引擎。穩定化氧化鋯是 Y2O3 溶於 ZrO2 的固溶體，把立方或正方形態鎖住。尖晶石 MgAl2O4 在高溫時把多餘的氧化鋁納入固溶。釉與寶石的顏色、鐵氧體磁性的調校、為離子傳導刻意植入空位的異價摻雜——全都是能直接從相圖讀出的固溶體。哪裡的相圖顯示一片有斜邊、而非銳利垂直線的陰影單相區，你看到的就是固溶體。