Klíčový rozdíl mezi hranicí zrn a hranicí dvojčat je v tom, že hranice zrn se může objevit mezi jakýmkoli typem krystalových zrn, zatímco hranice dvojčat se může vyskytovat pouze mezi krystaly se stejnou strukturou krystalové mřížky.
Hranice v oblasti krystalografie je rozhraní mezi dvěma jednotkami krystalové mřížky. Tyto jednotkové struktury se nazývají zrna nebo krystality. Tyto hranice můžeme pozorovat v polykrystalickém materiálu a je známo, že jde o defekty ve struktuře materiálu.
Co je hranice zrna?
Hranice zrn je rozhraní mezi dvěma zrny v polykrystalickém materiálu. Hranice zrn v polykrystalickém materiálu je obvykle 2D defekt v krystalové struktuře. Tato vada má tendenci snižovat elektrickou a tepelnou vodivost materiálu. Tyto hranice zrn jsou preferovanými oblastmi pro nástup koroze. Jsou také preferovanými oblastmi pro vysrážení nových fází z pevné látky. Defekty na hranicích zrn jsou důležité v mnoha mechanismech tečení.
Navíc tyto hranice zrn mají tendenci narušovat pohyb dislokací materiálem, čímž se zmenšuje velikost krystalitů, což vede ke zlepšení mechanické pevnosti. Tento jev popisuje Hall-Petchův vztah. Studium hranic zrn, jejich mechanické a elektrické vlastnosti jsou popsány v oblasti materiálové vědy.
Hranici zrn můžeme popsat pomocí orientace hranice ke dvěma zrnům a 3D rotace, kterou potřebujeme, aby se zrna shodovala. Proto má hranice zrn obvykle 5 makroskopických stupňů volnosti. Hranice zrn se však běžně popisuje pouze jako vztah orientace sousedních zrn.
Obrázek 01: Různé tvary hranic zrn
Typy hranic zrn
Existují dva typy hranic zrn jako hranice s vysokým a nízkým úhlem. Tato klasifikace závisí na rozsahu špatné orientace mezi dvěma zrny. Hranice malých úhlů jsou také známé jako hranice podzrn a tyto hranice zrn mají chybnou orientaci, která je menší než 15 stupňů. Naproti tomu hranice zrn pod vysokým úhlem mají svou nesprávnou orientaci větší než 15 stupňů. Normálně mají hranice vysokého úhlu tendenci být nezávislé na špatné orientaci.
Co je dvojitá hranice?
Hranice dvojčat je rozhraní mezi dvěma samostatnými krystaly, které jsou navzájem zrcadlovými obrazy. Jinými slovy, mezi samostatnými krystalovými strukturami se stejnou krystalovou mřížkou dochází k dvojčatům. Tento typ výskytu krystalů se také nazývá krystalické dvojčatění. Obvykle je dvojitá hranice symetrická na obou stranách. Hranice dvojčat se také nazývá povrch kompozice nebo rovina dvojčete.
Hranice dvojčat můžeme klasifikovat různými způsoby v závislosti na zákonech dvojčat. Obvykle jsou zákony dvojčat specifické pro krystalové systémy. Kromě toho může být typ dvojité hranice užitečný pro identifikaci minerálů.
Obrázek 02: Quartz-Japon Twin
Zdvojená hranice se obvykle může přeměnit na hranici společného typu. K tomu dochází v důsledku tvorby stěn nesouladných dislokací během procesu pohybu dislokací, ke kterému dochází přes tyto hranice.
Jaký je rozdíl mezi hranicí zrn a dvojitou hranicí?
Hranice zrn je rozhraní mezi dvěma zrny v polykrystalickém materiálu. Dvojitá hranice je rozhraní mezi dvěma samostatnými krystaly, které jsou navzájem zrcadlovými obrazy. Klíčový rozdíl mezi hranicí zrn a hranicí dvojčat je proto v tom, že hranice zrn se může objevit mezi jakýmkoli typem krystalových zrn, zatímco hranice dvojčat se může vyskytovat pouze mezi krystaly se stejnou strukturou krystalové mřížky.
Následující infografika shrnuje rozdíl mezi hranicí zrn a dvojitou hranicí ve formě tabulky.
Summary – Grain Boundary vs Twin Boundary
Hranice v oblasti krystalografie je rozhraní mezi dvěma jednotkami krystalové mřížky. Hranice zisku je běžný typ hranice, zatímco dvojitá hranice je specifický typ hranice. Klíčový rozdíl mezi hranicí zrn a hranicí dvojčat je v tom, že hranice zrn se může vyskytovat mezi jakýmkoli typem krystalových zrn, zatímco hranice dvojčat se může vyskytovat pouze mezi krystaly se stejnou strukturou krystalové mřížky.
