Kľúčový rozdiel medzi hranicou zŕn a hranicou dvojčiat je v tom, že hranica zŕn sa môže vyskytnúť medzi akýmkoľvek typom kryštálových zŕn, zatiaľ čo hranica dvojčiat sa môže vyskytnúť iba medzi kryštálmi s rovnakou štruktúrou kryštálovej mriežky.
Hranica v oblasti kryštalografie je rozhranie medzi dvoma jednotkami kryštálovej mriežky. Tieto jednotkové štruktúry sa nazývajú zrná alebo kryštality. Tieto hranice môžeme pozorovať v polykryštalickom materiáli a je známe, že ide o defekty v štruktúre materiálu.
Čo je hranica zrna?
Hranica zŕn je rozhranie medzi dvoma zrnami v polykryštalickom materiáli. Hranica zŕn v polykryštalickom materiáli je zvyčajne 2D defekt v kryštálovej štruktúre. Táto chyba má tendenciu znižovať elektrickú a tepelnú vodivosť materiálu. Tieto hranice zŕn sú preferované oblasti pre nástup korózie. Sú tiež preferovanými oblasťami pre zrážanie nových fáz z pevnej látky. Chyby na hraniciach zŕn sú dôležité v mnohých mechanizmoch dotvarovania.
Navyše tieto hranice zŕn majú tendenciu narúšať pohyb dislokácií materiálom, čím sa zmenšuje veľkosť kryštálov, čo vedie k zlepšeniu mechanickej pevnosti. Tento jav je opísaný Hall-Petchovým vzťahom. Štúdium hraníc zŕn, ich mechanické a elektrické vlastnosti sú opísané v oblasti materiálovej vedy.
Hranicu zŕn môžeme opísať prostredníctvom orientácie hranice k dvom zrnám a 3D rotácie, ktorú potrebujeme, aby sa zrná dostali do zhody. Preto má hranica zŕn zvyčajne 5 makroskopických stupňov voľnosti. Bežne sa však hranica zŕn opisuje len ako vzťah orientácie susedných zŕn.
Obrázok 01: Rôzne tvary hraníc zŕn
Typy hraníc zŕn
Existujú dva typy hraníc zŕn ako hranice s vysokým a nízkym uhlom. Táto klasifikácia závisí od rozsahu dezorientácie medzi dvoma zrnami. Hranice s nízkym uhlom sú známe aj ako hranice podzŕn a tieto hranice zŕn majú nesprávnu orientáciu, ktorá je menšia ako 15 stupňov. Naproti tomu hranice zŕn s vysokým uhlom majú svoju nesprávnu orientáciu väčšiu ako 15 stupňov. Hranice vysokých uhlov sú zvyčajne nezávislé od nesprávnej orientácie.
Čo je dvojitá hranica?
Hranica dvojčiat je rozhranie medzi dvoma samostatnými kryštálmi, ktoré sú vzájomnými zrkadlovými obrazmi. Inými slovami, medzi oddelenými kryštálovými štruktúrami, ktoré majú rovnakú kryštálovú mriežku, sa vyskytujú dvojité hranice. Tento typ výskytu kryštálov sa tiež nazýva kryštálové dvojčatie. Obyčajne je dvojitá hranica symetrická na oboch stranách. Dvojitá hranica je tiež pomenovaná ako kompozičný povrch alebo dvojitá rovina.
Hranice dvojčiat môžeme klasifikovať rôznymi spôsobmi v závislosti od zákonov dvojčiat. Zvyčajne sú zákony dvojčiat špecifické pre kryštálové systémy. Navyše, typ dvojitej hranice môže byť užitočný na identifikáciu minerálov.
Obrázok 02: Quartz-Japan Twin
Zdvojená hranica sa zvyčajne môže premeniť na hranicu spoločného typu. Stáva sa to v dôsledku vytvárania stien nesúladných dislokácií počas procesu pohybu dislokácie, ku ktorému dochádza cez tieto hranice.
Aký je rozdiel medzi hranicou zŕn a dvojitou hranicou?
Hranica zŕn je rozhranie medzi dvoma zrnami v polykryštalickom materiáli. Dvojitá hranica je rozhranie medzi dvoma samostatnými kryštálmi, ktoré sú vzájomnými zrkadlovými obrazmi. Preto je kľúčový rozdiel medzi hranicou zŕn a hranicou dvojčiat v tom, že hranica zŕn sa môže vyskytnúť medzi akýmkoľvek typom kryštálových zŕn, zatiaľ čo hranica dvojčiat sa môže vyskytnúť iba medzi kryštálmi s rovnakou štruktúrou kryštálovej mriežky.
Nasledujúca infografika sumarizuje rozdiel medzi hranicou zŕn a dvojitou hranicou vo forme tabuľky.
Summary – Grain Boundary verzus Twin Boundary
Hranica v oblasti kryštalografie je rozhranie medzi dvoma jednotkami kryštálovej mriežky. Hranica zisku je bežný typ hranice, zatiaľ čo dvojitá hranica je špecifický typ hranice. Kľúčový rozdiel medzi hranicou zŕn a hranicou dvojčiat je v tom, že hranica zŕn sa môže vyskytnúť medzi akýmkoľvek typom kryštálových zŕn, zatiaľ čo hranica dvojčiat sa môže vyskytnúť iba medzi kryštálmi s rovnakou štruktúrou kryštálovej mriežky.
