界面與面缺陷
傾斜晶界
要讓一個晶粒相對鄰居產生錯向,有兩種乾淨的方式,傾斜晶界是第一種。想像兩本書、書頁一頁頁疊起來。把晶界面固定成兩本書之間的一道牆,然後讓其中一本書繞著一根躺在那道牆裡的軸旋轉,所以軸與晶界面平行。書頁(原子面)現在就以一個小角度彼此張開,好像兩顆晶體朝彼此傾斜過去。這種晶界就是傾斜晶界(tilt boundary)。
傾斜晶界由一根位於晶界面之內的旋轉軸來定義。對小角度傾斜晶界而言,錯位的容納方式漂亮得出奇:它由一道垂直的刃差排牆承擔,刃差排一個疊一個、全都有相同的柏格斯向量。傾角 theta 和差排間距 D 由 D = b / (2 sin(theta/2)) 相連,小角度時約為 b/theta,所以傾得愈多,刃差排就排得愈密。每一片多出來的半原子面,都把兩顆晶體楔開剛好夠湊出這個傾角的量。
傾斜晶界是教科書用來證明「晶界由差排構成」的例子,也是最容易建模、最容易看見的晶界。把它和扭轉晶界對照:後者的旋轉軸垂直於晶界面,錯位改由一張交錯的螺旋差排網格承擔。誠實提醒:真實的晶界通常是混合的,一部分傾斜、一部分扭轉,因為一般的錯向軸既不剛好落在晶界面內、也不剛好垂直於它。
一個對稱的小角度傾斜晶界,就是一疊垂直排列的刃差排、每一根都是一片多出來的半原子面;兩顆晶體朝彼此傾得愈多,那些半原子面就必須排得愈近。
傾斜晶界:旋轉軸躺在晶界面之內,錯位由一道刃差排牆承擔。
傾斜與扭轉的差別在於旋轉軸指向哪裡:躺在晶界面內(傾斜,刃差排)對上垂直於晶界面(扭轉,螺旋差排)。大多數真實晶界是兩者的混合。
又称
另见