Ключовата разлика между границата на зърното и двойната граница е, че границата на зърното може да възникне между всеки тип кристални зърна, докато двойната граница може да възникне само между кристали с еднаква структура на кристална решетка.
Граница в областта на кристалографията е интерфейсът между две единици на кристална решетка. Тези единични структури се наричат зърна или кристалити. Можем да наблюдаваме тези граници в поликристален материал и е известно, че те са дефекти в структурата на материала.
Какво е граница на зърното?
Границата на зърното е границата между две зърна в поликристален материал. Обикновено границата на зърното в поликристален материал е 2D дефект в кристалната структура. Този дефект води до намаляване на електрическата и топлопроводимостта на материала. Тези граници на зърната са предпочитаните зони за начало на корозия. Те са и предпочитаните зони за утаяване на нови фази от твърдото вещество. Дефектите на границите на зърното са важни в много от механизмите на пълзене.
В допълнение, тези граници на зърната са склонни да нарушават движението на дислокациите през материала, като по този начин намаляват размера на кристалите, което води до подобряване на механичната якост. Това явление се описва чрез връзката Хол-Петч. Изследването на границите на зърната, техните механични и електрически свойства са описани в областта на материалознанието.
Можем да опишем граница на зърното чрез ориентацията на границата към двете зърна и 3D ротацията, от която се нуждаем, за да съвпаднем зърната. Следователно границата на зърното обикновено има 5 макроскопични степени на свобода. Въпреки това, обикновено границата на зърното се описва само като връзката на ориентацията на съседните зърна.
Фигура 01: Различни форми на границите на зърната
Видове граници на зърната
Има два вида граници на зърната като граници с висок и нисък ъгъл. Тази класификация зависи от степента на неправилна ориентация между двете зърна. Границите с нисък ъгъл са известни също като граници на субзърната и тези граници на зърната имат неправилна ориентация, която е по-малка от 15 градуса. За разлика от това, границите на зърната с висок ъгъл имат своите неправилни ориентации, по-големи от 15 градуса. Обикновено високите ъглови граници са склонни да не зависят от неправилната ориентация.
Какво е двойна граница?
Двойната граница е интерфейсът между два отделни кристала, които са огледални образи един на друг. С други думи, двойни граници възникват между отделни кристални структури, имащи една и съща кристална решетка. Този тип възникване на кристали се нарича още кристално побратимяване. Обикновено границата на близнаците е симетрична от двете страни. Двойната граница също се нарича композиционна повърхност или двойна равнина.
Можем да класифицираме границите на близнаците по различни начини в зависимост от законите на близнаците. Обикновено законите на близнаците са специфични за кристални системи. Освен това типът двойна граница може да бъде полезен за идентифициране на минерали.
Фигура 02: Кварц-Японски близнак
Обикновено двойна граница може да се трансформира в граница от общ тип. Това се случва поради образуването на стени от несъответстващи дислокации по време на процеса на движение на дислокациите, което се случва през тези граници.
Каква е разликата между границата на зърното и двойната граница?
Границата на зърното е границата между две зърна в поликристален материал. Двойната граница е интерфейсът между два отделни кристала, които са огледални изображения един на друг. Следователно ключовата разлика между границата на зърното и двойната граница е, че границата на зърното може да възникне между всеки тип кристални зърна, докато двойната граница може да възникне само между кристали с една и съща структура на кристална решетка.
Следната инфографика обобщава разликата между границата на зърното и границата на близнака в таблична форма.
Обобщение – Граница на зърно срещу двойна граница
Граница в областта на кристалографията е интерфейсът между две единици на кристална решетка. Границата на усилване е често срещаният тип граница, докато границата на близнаците е специфичен тип граница. Ключовата разлика между границата на зърното и двойната граница е, че границата на зърното може да възникне между всеки тип кристални зърна, докато двойната граница може да възникне само между кристали с една и съща структура на кристална решетка.
