异常晶粒生长

异常晶粒生长，是一种晶粒生长现象，通过这种现象，某些能量有利的晶粒（微晶）在更细晶粒的基质中快速生长，从而导致双峰晶粒尺寸分布。

在陶瓷材料中，这种现象会导致在致密基体中形成细长的棱柱状、针状（针状）晶粒，通过裂纹扩展的阻抗提高断裂韧性。

异常晶粒生长(AGG)出现在金属或陶瓷系统中，表现出多种特征中的一种或多种。

1. 高于特定阈值浓度的第二相夹杂物、沉淀物或杂质。
2. 散装材料中固/液界面能或晶界能（固/固）的高各向异性。
3. 薄膜材料中的高各向异性表面能。
4. 高度化学不平衡。

尽管我们对AGG现象的基本理解仍然存在许多差距，但在所有情况下，异常晶粒生长都是由于非常高的局部界面迁移率而发生的，并且由于在晶界处局部形成液体而增强。

异常晶粒生长通常被记录为陶瓷材料烧结过程中发生的不良现象，因为快速生长的晶粒可能会通过霍尔佩奇型效应降低大块材料的硬度。然而，受控引入掺杂剂以产生受控的AGG可用于在陶瓷材料中赋予纤维增韧。在压电陶瓷中，AGG的出现可能会导致压电效应的退化，因此在这些系统中避免了AGG。

在金红石TiO2中观察到异常晶粒生长，这是由锆石第二相的存在引起的。

1. 金红石(TiO2)经常表现出棱柱状或针状生长习性。在碱性掺杂剂或固态ZrSiO4掺杂剂存在下，已经观察到金红石以异常大晶粒的形式从母体锐钛矿相材料中结晶，存在于更细的等轴锐钛矿或金红石晶粒的基质中。
2. 氧化铝，铝2ö3与二氧化硅和/或氧化钇的掺杂剂/杂质已经被报道显示出不希望的AGG。
3. 已知具有过量TiO2的BaTiO3钛酸钡表现出异常的晶粒生长，对这种材料的压电性能产生深远的影响。
4. 据报道，在晶界处存在液态含钴相时，碳化钨会表现出小面晶粒的AGG
5. 取决于α-Si3N4前体中β相材料的尺寸分布，氮化硅(Si3N4)可表现出AGG。这种类型的晶粒生长对于氮化硅材料的增韧很重要
6. 由于AGG工艺产生细长的裂纹尖端/尾流桥接晶粒，碳化硅已显示出改善的断裂韧性，这对弹道装甲的应用产生了影响。这种基于裂纹桥接的增强的陶瓷材料的断裂韧性表现出AGG与报道的陶瓷裂纹扩展的形态效应一致
7. 众所周知，用于电光和电介质应用的铌酸锶钡表现出AGG，对材料的电子性能产生重大影响
8. 已观察到掺杂有BaO的钛酸钙（CaTiO3，钙钛矿）系统表现出AGG，但由于固相之间的多型界面而不会形成液体