詳解
孿生晶界最簡單的面缺陷是孿生晶界,如右圖所示,其晶面定向是對稱的,且晶格面的連續性沒有被破壞.另一簡單的面缺陷是堆垛層錯,其不發生原子鍵的斷裂,只是原子層正常堆集秩序被破壞.例如,面心立方結構中的 abcabc密堆積秩序被六角形結構的abab密堆積次序的一個面破壞,得到 abcabcababcabc,就產生堆垛層錯。
晶界是相似晶體間的界面,在晶界上原子面總是受到不同程度的破壞.根據兩晶粒相對定向的特徵,可以將晶界分為特殊晶界和普通晶界。
特殊晶界是指晶體間存在特殊的錯取向關係,其界面可以符合一個簡單的結構描述,低角度晶界即是一類特殊晶界,它在兩晶體之間出現輕微錯取向時產生。一個低角度晶界是由一系列平行刃型位錯組成的,如概述圖中所示,其過剩能由位錯能的總和給出。從幾何上來說,刃型位錯之間的距離是D=b/θ。θ為錯取向傾角。
低角扭曲晶界錯取向傾角在20°以內時,低角度傾斜晶界模型作為一系列位錯的模型是合理的。在更高角度時,位錯不再很好地分離,這個模型不再適用。當兩晶體沿垂直於晶界面的共同軸輕微旋轉時,產生一低角度扭曲晶界,如右圖所示。對於立方晶體,導致四方格線螺旋位錯的形成。只有在有限的情況下オ會出現單純傾斜和單純孿晶錯取向的低角度晶界,有的低角度晶界會同時具有傾斜和孿晶二種情況。
沒有特殊的錯取向關係或界面取向的界面被稱為普通晶界。其中,毗鄰原子面在它們的空間上是不對稱的,即一個不是另一個的重複。因此,普通晶界結構是非周期性的。在多晶材料中常常碰到的晶界是高角度普通晶界,目前人們對普通晶界在原子結構層次上的了解還很少,但是可以肯定的是普並不一定都相似。對這一類晶界的結構、能量和性質的研究將會成為一個熱點。
