多晶材料中各晶粒之间的晶界称为大角度晶界,即相邻晶粒的位向差大于15°的晶界。

概述

由于大角度晶界的结构复杂,过去虽提出过一些模型,但均未能给出晶界结构的清晰细节,也未能圆满地解释晶界的一些性质。直至近些年来,&根据场离子显微镜的观察;表明大角度晶界也只是几个Å的很窄的一个过渡区,其中由原子规则排列的“好区”与紊乱排列的“坏区”组成。有人提出了大角度晶界重合位置点阵模型,所谓重合位置点阵是将两个晶粒的点阵,分别向空间延伸,使其相互穿插,则其中有些点阵会相互重合。这些重合位置的阵点构成了一个新的空间点阵,它的晶胞一般是很大的,而这种大晶胞对说明晶界结构不起什么作用。但如果这两个相邻晶粒具有特殊的取向关系,则重合位置点阵晶胞可以大大缩小。

如果相邻两晶粒不仅位向不同,而且结构也不相同,有时成分也不相同,则它们代表两个相。它们之间的分界面,称为相界面。根据界面上原子排列特点和匹配程度的不同,相界面分为三类:共格界面、半共格界面和非共格界面。

如果在两相邻晶体的界面上,原子成—一对应的完全匹配,即界面上的原子同时处于两相晶格的结点上,为相邻两相晶体所共有。这种界面称为共格界面。

若两相邻晶体晶面间距相差较大,则在界面上不可能做到完全的一一对应,某些晶面通过大小不同的应变匹配在一起,而某些晶面则没有相对应的匹配关系,形成部分共格或半共格界面。

如果失配度很大,则位错距离很近,使得位错结构失掉物理意义,也使原子面完全丧失了匹配能力,而成为非共格界面。这种模型也可看作是早期岛屿模型的进一步发展。共格区相当于“好区”。