Плоские дефекты, двумерные наноструктуры, большеугловые границы. Поликристаллическая структура

Поликристаллическая структура
Зернограничная структура вольфрама
при увеличении 500

Поликристаллическая структура
Зернограничная структура деформированного алюминия при увеличении х100

Поликристаллическая структура
Зернограничная структура никелида титана
при увеличении 400

Поликристаллическая структура
Зернограничная структура меди
при увеличении 400

Малоугловые границы

Малоугловые границы

Большеугловые границы
К большеугловым границам относят границы раздела кристаллитов в поликристаллическом агрегате.
Можно выделить характерные признаки большеугловых границ.
Это разориентировка зерен – поворот одного кристалла относительно другого, приводящего к совпадению кристаллов, на угол Θ вокруг общей оси U .
Угол Θ - угол разориентировки зерна.
Ось U - ось разориентировки.зерна.
Вектор U выбирают единичной длины (его можно задать двумя компонентами).
Таким образом, разориентировка задается тремя скалярными параметрами – это Θ и два параметра оси U.
Эти три параметра задают вектор разориентировки
Θ = |Θ| U

Большеугловые границы
Дислокационная структура большеугловых границ в алюминии. На рис. справа видны параллельные ряды зернограничных дислокаций. Размытость дислокационных линий свидетельствует о расщеплении полных дислокаций в большеугловой границе и превращении их в частичные (неполные) дислокации.

Большеугловые границы
Сетка ЗГД, создающая отклонение 0,50 от разориентировки 36,90 [001] в границе кручения Σ5 в тонкопленочном бикристалле золота

Большеугловые границы

Микроскопические параметры границы
Границы зерен с одинаковыми макроскопическими параметрами, но различными микроскопическими параметрами.
Для таких границ разработана специальная классификация, которая характеризуется обратной плотностью узлов совпадения, или в обозначениях - ∑= n.
Например, если n=3, то ∑3 означает, что третий узел в решетках является общим.
Таким образом, чем больше число под знаком ∑, тем меньше плотность узлов совпадения.
Если ∑3, то граница имеет двойниковую ориентацию.

Структура совершенных границ зерен
Наложение двух примитивных кубических решеток, разориентированных на 36,86° вокруг оси [001].
Можно выделить:
1 - решетку совпадающих узлов (РСУ),
2 - 0-решетку,
3 - полную решетку наложения (ПРН),
4 - решетка зернограничных сдвигов (РЗС).
На рис. Σ5

Специальные границы
Зависимость энергии границ зерен в алюминии, разориентированных вокруг оси [011], от угла разориентировки θ. Здесь γ – зернограничная энергия, γ0 – энергия свободной поверхности.
Решетка РСУ с высокой плотностью совпадающих узлов (малой величиной ∑) образуется только при некоторых, так называемых «специальных», разориентировках зерен.
Границы с такими разориентировками называют специальными границами.

Большеугловые границы

Большеугловые границы

Большеугловые границы

Большеугловые границы