晶粒間界

晶粒間界（grain boundary）是指多晶體中不同取向晶粒間的界面。簡稱晶界。1940年J.M.伯格斯和W.L.布拉格晶界是由位錯構成的模型。1954年F.L.沃格爾等在鍺單晶中觀察到規則的位錯腐蝕斑排列，成功驗證了小角度晶界的位錯模型。晶界只有幾個原子的厚度，早在19世紀末為冶金學家所預言，自電子顯微術出現後，得到實驗證實。

基本介紹

• 中文名：晶粒間界
• 外文名：grain boundary
• 特徵：多晶體中不同取向晶粒間的界面

模型解釋

一個世紀以前，人們即企求認識晶界的本質，直到1940年J.伯格斯及W.布拉格提出晶界的位錯模型後，才為認識晶界結構打開了大門。1954年F.沃格爾等在鍺單晶中觀察到規則的位錯腐蝕斑排列，成功驗證了小角度晶界的位錯模型。小角度晶界由特徵組態的位錯行列或網路構成的事實早已眾所周知，關於大角度晶界的結構近年來也已出現了一些較為切合實際的模型。重合點陣模型指出：兩個具有特殊取向差的晶粒存在高密度的重合陣點，當界面位於重合點陣的密排面內時，可以構成低能量的重合晶界；當取向差或界面取向偏離重合晶界時，會在重合晶界上產生特殊組態的晶界位錯或台階。結構單元模型提出，界面處原子應調整位置，形成以重合點陣為周期而互動作用能最小的原子集團－結構單元，從而改進了重合點陣模型。這些模型均已取得一定成功，而近年來利用高解析度電子顯微鏡對晶界原子圖像的直接觀察也取得了有意義的結果。

理論說明

大角度晶界在形式上也可用位錯組構而成，這是由於大角度晶界一般是非共格的，晶界兩邊晶格無明顯對應關係。在晶界層中原子排列比較雜亂和疏鬆，其實際結構比較複雜。20世紀60年代以來提出了若干個模型，各有優缺點，尚待進一步研究。

雖然晶界極薄，但它對晶體的許多性質，尤其是力學性質存在重大的影響。晶界對位錯、滑移的阻滯作用是加工硬化的機制，晶界滑移是高溫蠕變的重要方式，晶界斷裂是材料脆性的特徵。晶界也是溶質原子容易聚集之地，也是擴散通道，對晶體中物質輸運和重新分布起重要作用。