大角度晶界

如果你把一個晶粒相對於鄰居繼續轉，過了大約 15 度，原本構成小角度晶界的那排整齊差排會擠到差排核心彼此融合在一起。那時已經沒有乾淨的陣列了，只剩一條連續的、貼合很差的原子帶，坐在一個既不屬於這個晶粒、也不屬於那個晶粒的折衷圖案裡。錯向這麼大的晶界，就是大角度晶界（high-angle grain boundary），而一般金屬裡大多數的晶界其實都是這種。

大角度晶界（錯向大約 15 度以上）已經不能再用一道道分開的差排牆來描述了。它的能量很高，而且和小角度的情形不同，能量在角度變化時大致維持平坦，是一片寬廣的高原，因為原子早就徹底失序了。由於它比塊材更開放、更失序，大角度晶界是原子沿之擴散的快速通道、容易遷移（這驅動晶粒成長），雜質原子也會偏析進去。也有例外：在少數幾個特殊錯向下，兩個晶格會共用一部分重合的位置（重合位置晶格，CSL），那些特定的大角度晶界能量會低到出奇。

大角度晶界主宰了多晶材料的性質：它們是差排移動最強的障礙（造成 Hall-Petch 強化）、腐蝕與潛變空穴化偏好發生的地方，也是許多相變起始的通道。誠實提醒：大角度並不是單一一種晶界；大多數是一般型、高能量的，但埋在其中的特殊重合晶界行為卻大不相同，這正是晶界工程的重點所在。