Pagrindinis skirtumas tarp grūdelių ribos ir dvynių ribos yra tas, kad grūdelių riba gali atsirasti tarp bet kokio tipo kristalų grūdelių, o dvynių riba gali atsirasti tik tarp kristalų, turinčių tą pačią kristalų gardelės struktūrą.
Riba kristalografijos srityje yra sąsaja tarp dviejų kristalinės gardelės vienetų. Šios vienetinės struktūros vadinamos grūdeliais arba kristalitais. Šias ribas galime pastebėti polikristalinėje medžiagoje, ir žinoma, kad tai yra medžiagos struktūros defektai.
Kas yra grūdų riba?
Grūdelių riba yra sąsaja tarp dviejų polikristalinės medžiagos grūdelių. Paprastai polikristalinės medžiagos grūdelių riba yra 2D kristalų struktūros defektas. Dėl šio defekto sumažėja medžiagos elektros ir šilumos laidumas. Šios grūdelių ribos yra tinkamiausios korozijos pradžios sritys. Jos taip pat yra tinkamiausios vietos naujoms fazėms nusodinti iš kietos medžiagos. Grūdų ribos defektai yra svarbūs daugeliui valkšnumo mechanizmų.
Be to, šios grūdelių ribos linkusios sutrikdyti išnirimų judėjimą per medžiagą, taip sumažindamos kristalitų dydį, o tai pagerina mechaninį stiprumą. Šis reiškinys apibūdinamas Hall-Petch santykiu. Grūdų ribų, jų mechaninių ir elektrinių savybių tyrimas aprašytas medžiagų mokslo srityje.
Grūdelių ribą galime apibūdinti per ribos orientaciją į du grūdelius ir 3D sukimąsi, kurio mums reikia, kad grūdeliai sutaptų. Todėl grūdų riba paprastai turi 5 makroskopinius laisvės laipsnius. Tačiau paprastai grūdų riba apibūdinama tik kaip gretimų grūdų orientacijos ryšys.
01 paveikslas: skirtingos grūdų ribų formos
Grūdų ribų tipai
Yra dviejų tipų grūdų ribos: aukšto ir žemo kampo ribos. Ši klasifikacija priklauso nuo dviejų grūdų paklaidos masto. Žemo kampo ribos taip pat žinomos kaip subgrūdo ribos, o šios grūdų ribos yra pakreiptos, mažesnės nei 15 laipsnių. Priešingai, didelio kampo grūdelių ribos yra nukreiptos daugiau nei 15 laipsnių. Paprastai didelio kampo ribos paprastai nepriklauso nuo klaidingos orientacijos.
Kas yra dvynių riba?
Dvynių riba yra sąsaja tarp dviejų atskirų kristalų, kurie yra vienas kito veidrodiniai atvaizdai. Kitaip tariant, tarp atskirų kristalų struktūrų, turinčių tą pačią kristalinę gardelę, atsiranda dvigubos ribos. Šis kristalų atsiradimo tipas taip pat vadinamas kristalų susigiminiavimu. Paprastai dvynių riba yra simetriška iš abiejų pusių. Dvynių riba taip pat vadinama kompozicijos paviršiumi arba dviguba plokštuma.
Mes galime klasifikuoti dvigubas ribas skirtingais būdais, priklausomai nuo dvynių dėsnių. Paprastai dvigubi dėsniai būdingi kristalų sistemoms. Be to, dvigubos ribos tipas gali būti naudingas mineralų identifikavimui.
02 paveikslas: Kvarcas-Japan Twin
Paprastai dvynių riba gali virsti bendro tipo riba. Taip nutinka dėl to, kad dislokacijos judėjimo proceso metu susidaro nesutampančių išnirimų sienelės, kurios vyksta per šias ribas.
Kuo skiriasi grūdų riba ir dvynių riba?
Grūdelių riba yra sąsaja tarp dviejų polikristalinės medžiagos grūdelių. Dvynių riba yra sąsaja tarp dviejų atskirų kristalų, kurie yra vienas kito veidrodiniai atvaizdai. Todėl pagrindinis skirtumas tarp grūdelių ribos ir dvynių ribos yra tas, kad grūdelių riba gali atsirasti tarp bet kokio tipo kristalų grūdelių, o dvynių riba gali atsirasti tik tarp kristalų, turinčių tą pačią kristalinės gardelės struktūrą.
Toliau pateiktoje infografijoje lentelės pavidalu apibendrinamas skirtumas tarp grūdelių ribos ir dvigubos ribos.
Santrauka – grūdų riba prieš dvynių ribas
Riba kristalografijos srityje yra sąsaja tarp dviejų kristalinės gardelės vienetų. Stiprinimo riba yra įprastas ribos tipas, o dvynių riba yra specifinis ribos tipas. Pagrindinis skirtumas tarp grūdų ribos ir dvynių ribos yra tas, kad grūdelių riba gali atsirasti tarp bet kokio tipo kristalų grūdelių, tuo tarpu dvynių riba gali atsirasti tik tarp kristalų, turinčių tą pačią kristalinės gardelės struktūrą.
