1、无机材料科学基础 FundamentalofInorgaticMaterials主讲教师 田长安E mail tianchangan 4 3晶界 晶界定义 凡结构相同而取向不同的晶体相互接触 其接触界面称为晶界 晶界上的特性 晶界结构疏松 在多晶体中晶界是原子快速扩散的通道 并容易引起杂质原子偏聚 晶界上有许多空位 位错和键变形等缺陷使之处于应力畸变状态 故能阶较高 使晶界成为固态相变时优先成核区域 2020 6 15 无机材料科学基础 赵鹏 2 一 晶界结构与分类 2020 6 15 无机材料科学基础 赵鹏 3 2020 6 15 无机材料科学基础 赵鹏 4 晶界能 2020 6 15 无机
2、材料科学基础 赵鹏 5 与位错线有关的一个长度 二 多晶体的组织 在硅酸盐材料中 多晶体的组织变化发生在晶粒接触处即晶界上 晶界形状是由表面张力的相互关系决定的 晶界在多晶体中的形状 构造和分布称为晶界构型 2020 6 15 无机材料科学基础 赵鹏 6 2020 6 15 无机材料科学基础 赵鹏 7 固态晶粒固态晶粒 三 晶界应力 多晶材料中 如果有两种不同热膨胀系数的晶相组成 在加热与冷却过程中 由于两相膨胀系数的差别 在晶界上会有应力 存在 最终会在晶界上出现裂纹 甚至使多晶体破裂 1 晶界应力与热膨胀系数差 温度变化及复合层厚度成正比 2 若热膨胀系数是各向同性 晶界应力不会产生 3 若产生晶界应力 则厚度愈厚 应力愈大 2020 6 15 无机材料科学基础 赵鹏 8 四 晶界电荷 弗伦克尔等曾提出 在热力学平衡时离子晶体表面和晶界由于有过剩的同号离子而带有一种电荷 由于氧化物中热激发的晶格缺陷的浓度较低 在晶界上的电荷及其相联系的空间电荷是由异价溶质浓度决定的
