界面與面缺陷
共格界面
當兩顆晶體在一個界面相接,最友善的排列,就是讓它們的原子列對齊、筆直地跨過接縫延續下去,一顆晶體的面毫無斷裂地流入另一顆晶體的面。共格界面(coherent interface)正是這個:晶格面跨過界面連續、一側的每個原子在正對面都有一個夥伴、鍵幾乎不受擾動地延續著。它就像兩戶鄰居的地板在門口完美對齊的界面版本。
要有真正的共格界面,兩個晶格沿著界面方向的原子間距必須匹配。若完美匹配,就幾乎沒有失配,晶界能只來自跨過界面的化學變化,非常低。通常兩個相的自然間距略有不同,所以為了維持共格,一個或兩個晶格必須拉伸來湊合;這會在周圍材料中儲存彈性共格應變。失配用 delta = (a2 - a1)/a1 來衡量,也就是晶格常數的分數差。只要這份應變能仍比另一條路(引入差排)便宜,共格就能維持,而那只在顆粒還小的時候成立。
共格顆粒是許多強力合金的祕密:鎳基超合金裡微小的 gamma-prime(Ni3Al)析出物與基地共格,提供了低能量、穩定、能釘住差排的顆粒,即使在高溫也能存活。因為共格界面能量低,共格析出物容易形成、也抗粗化。誠實提醒:共格不是免費的。它是用彈性應變換來的,一旦成長中的顆粒大到儲存這份應變比造出差排更貴,界面就會失去共格、變成半共格。
噴射引擎超合金裡立方體形的 gamma-prime(Ni3Al)析出物與周圍的鎳共格:原子面筆直穿過界面,所以每一顆析出物只帶著一點彈性應變就被鎖進基地裡。
共格界面:晶格面跨過接縫連續、能量低,由彈性共格應變維繫。
共格不等於間距相同。兩個晶格通常略有差異,是被彈性應變硬湊到匹配;零應變的完美共格需要零失配,而那很罕見。
又称
另见