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晶粒间界

多晶体中不同取向晶粒间的界面

晶粒间界（grain boundary）是指多晶体中不同取向晶粒间的界面。简称晶界。1940年J.M.伯格斯和W.L.布拉格晶界是由位错构成的模型。1954年F.L.沃格尔等在锗单晶中观察到规则的位错腐蚀斑排列，成功验证了小角度晶界的位错模型。晶界只有几个原子的厚度，早在19世纪末为冶金学家所预言，自电子显微术出现后，得到实验证实。

模型解释
一个世纪以前，人们即企求认识晶界的本质，直到1940年J.伯格斯及W.布拉格提出晶界的位错模型后，才为认识晶界结构打开了大门。1954年F.沃格尔等在锗单晶中观察到规则的位错腐蚀斑排列，成功验证了小角度晶界的位错模型。小角度晶界由特征组态的位错行列或网络构成的事实早已众所周知，关于大角度晶界的结构近年来也已出现了一些较为切合实际的模型。重合点阵模型指出：两个具有特殊取向差的晶粒存在高密度的重合阵点，当界面位于重合点阵的密排面内时，可以构成低能量的重合晶界；当取向差或界面取向偏离重合晶界时，会在重合晶界上产生特殊组态的晶界位错或台阶。结构单元模型提出，界面处原子应调整位置，形成以重合点阵为周期而交互作用能最小的原子集团－结构单元，从而改进了重合点阵模型。这些模型均已取得一定成功，而近年来利用高分辨率电子显微镜对晶界原子图像的直接观察也取得了有意义的结果。
理论说明
大角度晶界在形式上也可用位错组构而成，这是由于大角度晶界一般是非共格的，晶界两边晶格无明显对应关系。在晶界层中原子排列比较杂乱和疏松，其实际结构比较复杂。20世纪60年代以来提出了若干个模型，各有优缺点，尚待进一步研究。
虽然晶界极薄，但它对晶体的许多性质，尤其是力学性质存在重大的影响。晶界对位错、滑移的阻滞作用是加工硬化的机制，晶界滑移是高温蠕变的重要方式，晶界断裂是材料脆性的特征。晶界也是溶质原子容易聚集之地，也是扩散通道，对晶体中物质输运和重新分布起重要作用。
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