界面與面缺陷

相界

晶界分隔的是同一種材料、只是角度不同的兩顆晶體。相界(interphase boundary)則是兩個不同相之間的接縫:不同的晶體結構、或不同的成分、或兩者都不同。想像一塊冰在水裡漂著,或一顆葡萄乾嵌在蛋糕裡:一種物質結束、另一種真正不同的物質開始的那個面,就是相界。在雙相合金中,它就是包住每一顆第二相顆粒的界面。

相界是兩個相之間的面缺陷,它相較於晶界最關鍵的額外特點,是兩顆晶體通常連結構都不一樣,因此原子與間距都不同。最要緊的是兩個晶格跨過接縫對得多好。這個貼合程度把相界分成三類:共格(晶格點對點對齊,能量低)、半共格(大致對齊,但剩下的失配由週期性的失配差排吸收)、非共格(完全對不上,能量高)。因此相界能會依貼合好壞,從非常低變化到非常高。

相界主宰著合金有多強、以及顯微組織如何演化。在析出強化合金中,帶有低能量共格界面的微小第二相顆粒能抵抗粗化並釘住差排,因而提供強度;總界面能則是這些顆粒隨時間長大、粗化的驅動力。誠實提醒:把區別記清楚。同相、不同取向是晶界;不同相是相界,而共格/半共格/非共格的分類適用於相界。

一顆硬的雪明碳鐵(Fe3C)顆粒坐在軟的肥粒鐵(鐵)裡,它周圍的界面就是相界:兩種不同的晶體結構與成分面對面相接,和兩顆肥粒鐵晶體之間的晶界完全不同。

相界分隔的是兩個不同的相;它的能量取決於兩個晶格貼合得多好。

別把晶界(同相、不同取向)和相界(不同相)混為一談。共格-半共格-非共格這套分類,描述的是相界處的貼合。

又称
interphase interfacephase boundaryheterophase boundary相界面異相界面