Межзёренные границы. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Межзёренные границы - поверхности раздела между различно ориентированными областями (зернами) поликристалла. Многие физ. свойства зависят от числа и строения M. г. К ним относятся как свойства, связанные с переносом электронов, фононов, атомов и др. (электропроводность, теплопроводность, диффузия), к-рые рассеиваются на M. г., так и свойства, зависящие от взаимодействия между M. г. и дислокациями (механич. свойства), стенками магн. доменов (магн. жёсткость), вихрями в сверхпроводниках (кри-тич. ток и поле в жёстких сверхпроводниках) и т. п. Как и внеш. поверхность, M. г. являются двумерными дефектами, вносящими возмущение в энергетич. спектр кристалла (см. Поверхность).

Вблизи M. г. большинство фнз. процессов протекает иначе, чем в объёме зёрен: как правило, облегчены выделение новых фаз, зарождение и развитие трещин; M. г. являются "стоками" примесных атомов. При высоких темп-pax на M. г. происходит рождение и исчезновение вакансий и межузельных атомов. Высокотемпературная пластич. деформация происходит существенно легче на M. г., чем внутри зёрен: зёрна как бы проскальзывают одно по поверхности другого, что в нек-рых случаях облегчает развитие деформации в поликристаллах (сверхпластичность).

Свойства M. г. и приграничных областей определяются их атомно-кристаллич. строением, отличным от строения зёрен. Методы электронной и автоионной микроскопии (см. Ионный проектор), оже-спектрос-копии и др., а также теоретич. исследования (включающие моделирование на ЭВМ) позволили выяснить, что вблизи M. г. атомы смещаются из узлов кристаллич. решётки и образуют собств. периодич. (или почти по-риодич.) структуру, характерную для данной M. г. Смещения атомов могут приводить к возникновению внутр. напряжений в объёме зёрен, к-рые играют значит, роль при образовании гетерофазных структур. Однако, если размеры зёрен достаточно велики, возникновение упругих напряжений энергетически невыгодно и M. г. имеют равновесную структуру, не приводящую к появлению дальнодействующих упругих полей. Именно такие M. г. обычно встречаются в поликристаллах.

Двухмерная модель поликристалла; AB, BC, CD - зерно-граничные дислокации.

Геометрически плоская граница двух зёрен определяется 8 параметрами: осью и углом взаимного поворота зёрен (3 параметра), вектором относит, смещения зерна как целого (3 параметра) н единичным вектором нормали к плоскости границы (2 параметра). Для каждой M. г. существует равновесное расположение атомов в приграничной зоне, определяющее все характеристики M. г., в частности её поверхностную энергию. Минимуму поверхностной энергии обычно соответствуют периодич. структуры с малыми периодами. При их описании пользуются т. н. концепцией совпадающих узлов: контакт зёрен рассматривается как область взаимного проникновения их решёток и плотность совпадающих узлов решёток принимается за характеристику M. г. Как правило, низкоэнергетич. M. г. характеризуется высокой плотностью совпадающих узлов. Границы, близкие по структуре к низкоэнергетич. M. г., описываются с помощью дополнит, введения в структуру границы особых зернограннчных дислокаций (рис.). Эксперимент подтверждает присутствие и движение в M. г. зернограничных дислокаций. С др. стороны, анализ построенных с помощью ЭВМ атомных моделей разл. M. г. позволил выявить в их структуре характерные атомные группы - многогранники Бернала, обычно используемые для описания строения жидкости. Оба подхода к рассмотрению структуры M. г.- дислокационный и как системы многогранников - хорошо согласуются.

Всё сказанное можно отнести к межфазным границам гетерофазных структур. Межфазные границы вследствие их большего разнообразия изучены менее систематично, чем M. г. Наиб, исследованы границы, разделяющие эпитаксиально растущую фазу и кристаллич. подложку. Структура таких границ представляет собой чередование участков бездефектного упругого сопряжения решёток и дислокаций несоответствия, компенсирующих разность параметров решёток эпитаксиальной фазы и фазы-подложки (см. Эпитаксия).

Важной характеристикой границ является их подвижность, определяющая кинетику рекристаллизации и фазовых превращений в гетерофазных структурах.

Литература по межзёренным границам

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.