界面晶界

发布网友 发布时间：2024-09-27 01:11

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热心网友 时间：8分钟前

在晶体的界面上，原子的排列从一个晶体取向逐渐过渡到另一个取向，形成一个只有2至3个原子层厚度的薄层，这个过渡区域使得不同取向的晶粒之间匹配得相当精细。利用场离子显微镜，我们可以观察到晶界上的原子分布特征，揭示其微小的特性。

根据取向差的大小，晶界可分为两类：大角度晶界（取向差大于10°）和小角度晶界（取向差小于10°）。小角度晶界如倾侧晶界，由一列平行的刃型位错构成，相当于两部分晶体沿界面轴线旋转；而扭转晶界则是两组相交的螺型位错，是晶界的特殊形式。一般情况下，小角度晶界由二维平面分布的位错网络构建。

对于大角度晶界，其结构复杂，难以用单一的位错模型解释。当取向差增大，位错间距减小，当超过10°至15°时，位错核心会重叠，失去单个位错的独立性。实验表明，不同取向差和晶界面的大角度晶界性质各异，某些特定取向的大角度晶界能量更低。为此，提出了重合位置点阵模型，认为这些晶界上的原子部分位于两个晶粒点阵的重合位置上，用密度表示。

在晶界理论研究中，博尔曼等人提出了0-点阵理论，通过几何方法分析点阵中的阵点关系。利用这一理论，可以识别晶界走向及与理想重合位置点阵的偏离，并预测晶界位错网络的伯格斯矢量。电子衍射和高分辨率电子显微术的研究也支持了0-点阵理论的某些结论。

计算机模拟计算揭示，为了降低晶界能量，特殊重合位置的大角度晶界要求两边晶粒作刚体平移，晶界原子则需适当松弛。这导致晶界结构偏离理想重合位置点阵模型，形成由有限几种原子紧密排列的多面体周期分布于不规则排列的原子之中。

由于晶界的原子排列偏离了理想晶体结构，其能量通常高于晶粒内部，这是晶界的一个重要特性。

两个或多个不同物相之间的分界面。如气/水界面。