Η βασική διαφορά μεταξύ του ορίου κόκκου και του διδύμου ορίου είναι ότι το όριο κόκκων μπορεί να εμφανιστεί μεταξύ οποιουδήποτε τύπου κρυσταλλικών κόκκων, ενώ το δίδυμο όριο μπορεί να συμβεί μόνο μεταξύ κρυστάλλων που έχουν την ίδια δομή κρυσταλλικού πλέγματος.
Ένα όριο στον τομέα της κρυσταλλογραφίας είναι η διεπαφή μεταξύ δύο μονάδων ενός κρυσταλλικού πλέγματος. Αυτές οι δομές μονάδας ονομάζονται κόκκοι ή κρυσταλλίτες. Μπορούμε να παρατηρήσουμε αυτά τα όρια σε ένα πολυκρυσταλλικό υλικό και είναι γνωστό ότι είναι ελαττώματα στη δομή του υλικού.
Τι είναι το όριο κόκκων;
Το όριο κόκκων είναι η διεπαφή μεταξύ δύο κόκκων σε ένα πολυκρυσταλλικό υλικό. Συνήθως, το όριο των κόκκων σε ένα πολυκρυσταλλικό υλικό είναι ένα ελάττωμα 2D στην κρυσταλλική δομή. Αυτό το ελάττωμα τείνει να μειώσει την ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα του υλικού. Αυτά τα όρια κόκκων είναι οι προτιμώμενες περιοχές για την έναρξη της διάβρωσης. Είναι επίσης οι προτιμώμενες περιοχές για την καθίζηση νέων φάσεων από το στερεό. Τα ελαττώματα στα όρια των κόκκων είναι σημαντικά σε πολλούς από τους μηχανισμούς ερπυσμού.
Επιπλέον, αυτά τα όρια κόκκων τείνουν να διαταράσσουν την κίνηση των εξαρθρώσεων μέσω του υλικού, μειώνοντας έτσι το μέγεθος του κρυσταλλίτη, γεγονός που οδηγεί σε βελτίωση της μηχανικής αντοχής. Αυτό το φαινόμενο περιγράφεται από τη σχέση Hall-Petch. Η μελέτη των ορίων κόκκων, οι μηχανικές και ηλεκτρικές τους ιδιότητες περιγράφονται στο πεδίο της επιστήμης των υλικών.
Μπορούμε να περιγράψουμε ένα όριο κόκκων μέσω του προσανατολισμού του ορίου στους δύο κόκκους και της τρισδιάστατης περιστροφής που χρειαζόμαστε για να φέρουμε τους κόκκους σε σύμπτωση. Επομένως, ένα όριο κόκκου έχει συνήθως 5 μακροσκοπικούς βαθμούς ελευθερίας. Ωστόσο, συνήθως ένα όριο κόκκων περιγράφεται μόνο ως η σχέση προσανατολισμού των γειτονικών κόκκων.
Εικόνα 01: Διαφορετικά σχήματα ορίων κόκκων
Τύποι ορίων κόκκων
Υπάρχουν δύο τύποι ορίων κόκκων, όπως τα όρια υψηλής και χαμηλής γωνίας. Αυτή η ταξινόμηση εξαρτάται από την έκταση του λανθασμένου προσανατολισμού μεταξύ των δύο κόκκων. Τα όρια χαμηλής γωνίας είναι επίσης γνωστά ως όρια υποκοκκίων και αυτά τα όρια κόκκων έχουν λάθος προσανατολισμό που είναι μικρότερος από 15 μοίρες. Αντίθετα, τα όρια των κόκκων υψηλής γωνίας έχουν τους εσφαλμένους προσανατολισμούς τους μεγαλύτερους από 15 μοίρες. Κανονικά, τα όρια υψηλής γωνίας τείνουν να είναι ανεξάρτητα από τον λάθος προσανατολισμό.
Τι είναι το Twin Boundary;
Το δίδυμο όριο είναι η διεπαφή μεταξύ δύο ξεχωριστών κρυστάλλων που είναι κατοπτρικές εικόνες ο ένας του άλλου. Με άλλα λόγια, τα δίδυμα όρια εμφανίζονται μεταξύ χωριστών κρυσταλλικών δομών που έχουν το ίδιο κρυσταλλικό πλέγμα. Αυτός ο τύπος εμφάνισης κρυστάλλων ονομάζεται επίσης αδελφοποίηση κρυστάλλων. Συνήθως, ένα δίδυμο όριο είναι συμμετρικό και στις δύο πλευρές. Το δίδυμο όριο ονομάζεται επίσης επιφάνεια σύνθεσης ή διπλό επίπεδο.
Μπορούμε να ταξινομήσουμε τα δίδυμα όρια με διαφορετικούς τρόπους ανάλογα με τους δίδυμους νόμους. Συνήθως, οι δίδυμοι νόμοι είναι συγκεκριμένοι για κρυσταλλικά συστήματα. Επιπλέον, ο τύπος του διδύμου ορίου μπορεί να είναι χρήσιμος για την αναγνώριση ορυκτών.
Εικόνα 02: Δίδυμο Χαλαζία-Ιαπωνία
Τυπικά, ένα δίδυμο όριο μπορεί να μετατραπεί σε όριο του κοινού τύπου. Αυτό συμβαίνει λόγω του σχηματισμού τοιχωμάτων αταίριαστων εξαρθρώσεων κατά τη διαδικασία κίνησης της εξάρθρωσης, η οποία συμβαίνει μέσω αυτών των ορίων.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του ορίου κόκκων και του διδύμου ορίου;
Το όριο κόκκων είναι η διεπαφή μεταξύ δύο κόκκων σε ένα πολυκρυσταλλικό υλικό. Το δίδυμο όριο είναι η διεπαφή μεταξύ δύο ξεχωριστών κρυστάλλων που είναι κατοπτρικές εικόνες ο ένας του άλλου. Επομένως, η βασική διαφορά μεταξύ του ορίου κόκκου και του ορίου δίδυμου είναι ότι το όριο κόκκων μπορεί να προκύψει μεταξύ οποιουδήποτε τύπου κρυσταλλικών κόκκων, ενώ το δίδυμο όριο μπορεί να συμβεί μόνο μεταξύ κρυστάλλων που έχουν την ίδια δομή κρυσταλλικού πλέγματος.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ του ορίου κόκκου και του ορίου δίδυμου σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Όριο κόκκων εναντίον Διδύμων ορίων
Ένα όριο στον τομέα της κρυσταλλογραφίας είναι η διεπαφή μεταξύ δύο μονάδων ενός κρυσταλλικού πλέγματος. Το όριο κέρδους είναι ο κοινός τύπος ορίου, ενώ το όριο διδύμων είναι ένας συγκεκριμένος τύπος ορίου. Η βασική διαφορά μεταξύ του ορίου κόκκου και του διδύμου ορίου είναι ότι το όριο κόκκων μπορεί να συμβεί μεταξύ οποιουδήποτε τύπου κρυσταλλικών κόκκων, ενώ το δίδυμο όριο μπορεί να συμβεί μόνο μεταξύ κρυστάλλων που έχουν την ίδια δομή κρυσταλλικού πλέγματος.
