Ключевое различие между границей зерна и границей двойника заключается в том, что граница зерна может возникать между кристаллическими зернами любого типа, тогда как граница двойника может возникать только между кристаллами, имеющими одинаковую структуру кристаллической решетки.
Граница в области кристаллографии – это поверхность раздела между двумя элементами кристаллической решетки. Эти единичные структуры называются зернами или кристаллитами. Мы можем наблюдать эти границы в поликристаллическом материале, и известно, что это дефекты в структуре материала.
Что такое граница зерна?
Граница зерен – это поверхность раздела между двумя зернами в поликристаллическом материале. Обычно граница зерна в поликристаллическом материале представляет собой двумерный дефект кристаллической структуры. Этот дефект имеет тенденцию к снижению электро- и теплопроводности материала. Эти границы зерен являются предпочтительными областями для начала коррозии. Они также являются предпочтительными областями для осаждения новых фаз из твердого тела. Дефекты границ зерен играют важную роль во многих механизмах ползучести.
Кроме того, эти границы зерен имеют тенденцию нарушать движение дислокаций по материалу, тем самым уменьшая размер кристаллитов, что приводит к повышению механической прочности. Это явление описывается соотношением Холла-Петча. Изучение границ зерен, их механических и электрических свойств относится к области материаловедения.
Мы можем описать границу зерна через ориентацию границы по отношению к двум зернам и трехмерное вращение, которое нам нужно, чтобы совместить зерна. Поэтому граница зерна обычно имеет 5 макроскопических степеней свободы. Однако обычно граница зерна описывается только как отношение ориентации соседних зерен.
Рисунок 01: Различная форма границ зерен
Типы границ зерен
Есть два типа границ зерен: границы с высоким и низким углом. Эта классификация зависит от степени разориентации между двумя зернами. Границы с малым углом также известны как границы субзерен, и эти границы зерен имеют разориентацию менее 15 градусов. Напротив, разориентация границ зерен под большим углом превышает 15 градусов. Обычно границы больших углов обычно не зависят от разориентации.
Что такое граница близнецов?
Двойная граница – это граница между двумя отдельными кристаллами, которые являются зеркальным отражением друг друга. Другими словами, двойниковые границы возникают между отдельными кристаллическими структурами, имеющими одинаковую кристаллическую решетку. Этот тип возникновения кристаллов также называют кристаллическим двойникованием. Обычно граница близнецов симметрична с обеих сторон. Граница двойника также называется поверхностью композиции или плоскостью двойника.
Мы можем классифицировать границы близнецов по-разному, в зависимости от законов близнецов. Обычно двойниковые законы специфичны для кристаллических систем. Более того, тип границы двойника может быть полезен для идентификации минералов.
Рисунок 02: Quartz-Japan Twin
Обычно близнецовая граница может трансформироваться в границу общего типа. Это происходит за счет образования стенок дислокаций несоответствия в процессе движения дислокаций, которое происходит через эти границы.
В чем разница между границей зерен и границей близнецов?
Граница зерен – это поверхность раздела между двумя зернами в поликристаллическом материале. Двойниковая граница - это граница между двумя отдельными кристаллами, которые являются зеркальным отражением друг друга. Следовательно, ключевое различие между границей зерна и границей двойника заключается в том, что граница зерна может возникать между кристаллическими зернами любого типа, тогда как граница двойника может возникать только между кристаллами, имеющими одинаковую структуру кристаллической решетки.
Следующая инфографика суммирует разницу между границей зерна и границей двойника в табличной форме.
Резюме – Границы зерен против границы близнецов
Граница в области кристаллографии – это поверхность раздела между двумя элементами кристаллической решетки. Граница усиления - это общий тип границы, а граница двойника - особый тип границы. Ключевое различие между границей зерен и границей двойников заключается в том, что граница зерен может возникать между кристаллическими зернами любого типа, тогда как граница двойников может возникать только между кристаллами, имеющими одинаковую структуру кристаллической решетки.
