多晶材料中各晶粒之間的晶界稱為大角度晶界,即相鄰晶粒的位向差大于15°的晶界。

概述

由于大角度晶界的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,過去雖提出過一些模型,但均未能給出晶界結(jié)構(gòu)的清晰細(xì)節(jié),也未能圓滿地解釋晶界的一些性質(zhì)。直至近些年來,&根據(jù)場(chǎng)離子顯微鏡的觀察;表明大角度晶界也只是幾個(gè)?的很窄的一個(gè)過渡區(qū),其中由原子規(guī)則排列的“好區(qū)”與紊亂排列的“壞區(qū)”組成。有人提出了大角度晶界重合位置點(diǎn)陣模型,所謂重合位置點(diǎn)陣是將兩個(gè)晶粒的點(diǎn)陣,分別向空間延伸,使其相互穿插,則其中有些點(diǎn)陣會(huì)相互重合。這些重合位置的陣點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)新的空間點(diǎn)陣,它的晶胞一般是很大的,而這種大晶胞對(duì)說明晶界結(jié)構(gòu)不起什么作用。但如果這兩個(gè)相鄰晶粒具有特殊的取向關(guān)系,則重合位置點(diǎn)陣晶胞可以大大縮小。

如果相鄰兩晶粒不僅位向不同,而且結(jié)構(gòu)也不相同,有時(shí)成分也不相同,則它們代表兩個(gè)相。它們之間的分界面,稱為相界面。根據(jù)界面上原子排列特點(diǎn)和匹配程度的不同,相界面分為三類:共格界面、半共格界面和非共格界面。

如果在兩相鄰晶體的界面上,原子成—一對(duì)應(yīng)的完全匹配,即界面上的原子同時(shí)處于兩相晶格的結(jié)點(diǎn)上,為相鄰兩相晶體所共有。這種界面稱為共格界面。

若兩相鄰晶體晶面間距相差較大,則在界面上不可能做到完全的一一對(duì)應(yīng),某些晶面通過大小不同的應(yīng)變匹配在一起,而某些晶面則沒有相對(duì)應(yīng)的匹配關(guān)系,形成部分共格或半共格界面。

如果失配度很大,則位錯(cuò)距離很近,使得位錯(cuò)結(jié)構(gòu)失掉物理意義,也使原子面完全喪失了匹配能力,而成為非共格界面。這種模型也可看作是早期島嶼模型的進(jìn)一步發(fā)展。共格區(qū)相當(dāng)于“好區(qū)”。