晶粒

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微晶是一种小的甚至是微观的晶体,例如在许多材料的冷却过程中形成的。晶粒也被称为谷物。 硅藻土是微晶的一种。呈棒状,具平行长岩。 微晶的取向可以是随机的,没有首选方向,称为随机结构,或定向的,可能是由于生长和加工条件。虽然(单)晶体的结构是高度有序的并且其晶格是连续且不间断的,但无定形材料(例如玻璃和许多聚合物)是非晶态的并且不显示任何结构,因为它们的成分没有有序排列方式。多晶结构和顺晶相介于这两个...

晶粒

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微晶是一种小的甚至是微观的晶体,例如在许多材料的冷却过程中形成的。 晶粒也被称为谷物

硅藻土是微晶的一种。 呈棒状,具平行长岩。

结构

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微晶的取向可以是随机的,没有首选方向,称为随机结构,或定向的,可能是由于生长和加工条件。 虽然(单)晶体的结构是高度有序的并且其晶格是连续且不间断的,但无定形材料(例如玻璃和许多聚合物)是非晶态的并且不显示任何结构,因为它们的成分没有有序排列 方式。 多晶结构和顺晶相介于这两个极端之间。 多晶材料或多晶是由许多不同大小和方向的微晶组成的固体。 大多数材料都是多晶的,由大量由非晶态固体薄层结合在一起的微晶组成。 大多数无机固体都是多晶的,包括所有常见的金属、许多陶瓷岩石和冰。

微晶相遇的区域称为晶界。

大小

单分散微结构中的晶粒尺寸通常通过透射电子显微镜等其他实验技术从 X 射线衍射图和晶粒尺寸近似得出。 除了少数情况(宝石电子工业的硅单晶、某些类型的纤维、用于涡轮喷气发动机的镍基高温合金的单晶,以及 一些直径超过 0.5 米的冰晶)。 微晶尺寸可以从几纳米到几毫米不等。

对材料物理性能的影响

固体结晶的程度(结晶度)对其物理性质有重要影响。 虽然通常是多晶的,但也可能以具有完全不同特性的其他同素异形体形式出现。 尽管微晶被称为晶粒,但粉末晶粒不同,因为它们本身可以由更小的多晶晶粒组成。 通常,多晶不能过热; 一旦达到足够高的温度,它们就会迅速融化。 这是因为晶界是无定形的,并且充当液相的成核点。 相比之下,如果液体冷却时不存在固体核,它就会变得过冷。 由于这对机械材料来说是不可取的,因此合金设计师经常采取措施(通过晶粒细化)。

材料断裂可以是晶间断裂或穿晶断裂。 粉末颗粒存在歧义:粉末颗粒可以由多个微晶组成。 因此,通过激光粒度测定法发现的(粉末)晶粒尺寸可能不同于通过 X 射线衍射(例如谢乐法)、偏振光下的光学显微镜扫描电子显微镜发现的晶粒尺寸(更确切地说,微晶尺寸)。 背散射电子)。

如果单个微晶完全随机取向,则足够大体积的多晶材料将近似各向同性。 此属性有助于简化连续介质力学的假设以应用于现实世界的固体。 然而,大多数制造材料与其微晶有一定的对齐,导致必须考虑纹理以准确预测其行为和特性。 当微晶大多有序且方向随机分布时,就会出现马赛克晶体。 异常晶粒生长,其中少量微晶明显大于平均微晶尺寸,通常在不同的多晶材料中观察到,并导致机械和光学性能与具有类似平均微晶的单分散微晶尺寸分布的类似材料不同 尺寸。

在地质时间尺度上,粗粒岩石的形成非常缓慢,而细粒岩石的形成速度很快。 如果一块岩石形成的速度非常快,比如火山喷出的熔岩凝固,可能根本就没有晶体。 这就是黑曜石的形成方式。

晶粒

晶界

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晶界是不同取向的晶体相遇的界面。 晶界是单相界面,晶界两侧的晶体除方向外均相同。 有时(尽管很少)使用术语微晶边界。 晶界区域包含那些已从其原始晶格位置扰动的原子位错和已迁移到较低能量晶界的杂质。

将晶界几何地视为单晶的界面,分为两部分,其中一个是旋转的,我们看到定义晶界需要五个变量。

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词条目录
  1. 晶粒
  2. 结构
  3. 大小
  4. 对材料物理性能的影响
  5. 晶界

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