Sự khác biệt chính giữa ranh giới hạt và ranh giới đôi là ranh giới hạt có thể xảy ra giữa bất kỳ loại hạt tinh thể nào, trong khi ranh giới kép chỉ có thể xảy ra giữa các tinh thể có cùng cấu trúc mạng tinh thể.
Ranh giới trong lĩnh vực tinh thể học là giao diện giữa hai đơn vị của mạng tinh thể. Các cấu trúc đơn vị này được đặt tên là hạt hoặc tinh thể. Chúng tôi có thể quan sát những ranh giới này trong vật liệu đa tinh thể và chúng được biết là những khiếm khuyết trong cấu trúc của vật liệu.
Ranh giới Hạt là gì?
Ranh giới hạt là mặt phân cách giữa hai hạt trong một vật liệu đa tinh thể. Thông thường, ranh giới hạt trong vật liệu đa tinh thể là một khuyết tật 2D trong cấu trúc tinh thể. Khuyết tật này có xu hướng làm giảm độ dẫn điện và nhiệt của vật liệu. Các ranh giới hạt này là những khu vực ưa thích cho sự bắt đầu của sự ăn mòn. Chúng cũng là những khu vực ưa thích cho sự kết tủa của các pha mới từ chất rắn. Các khuyết tật ở ranh giới hạt rất quan trọng trong nhiều cơ chế của sự rão.
Ngoài ra, các ranh giới hạt này có xu hướng phá vỡ chuyển động lệch hướng xuyên qua vật liệu, do đó làm giảm kích thước tinh thể, dẫn đến cải thiện độ bền cơ học. Hiện tượng này được mô tả bởi mối quan hệ Hall-Petch. Nghiên cứu về ranh giới hạt, các đặc tính cơ và điện của chúng được mô tả trong lĩnh vực khoa học vật liệu.
Chúng ta có thể mô tả ranh giới hạt thông qua định hướng của ranh giới đối với hai hạt và phép quay 3D mà chúng ta cần để đưa các hạt vào trùng hợp. Do đó, một biên hạt thường có 5 bậc tự do vĩ mô. Tuy nhiên, thông thường ranh giới hạt chỉ được mô tả như mối quan hệ định hướng của các hạt lân cận.
Hình 01: Các hình dạng khác nhau của ranh giới ngũ cốc
Các loại ranh giới hạt
Có hai loại ranh giới hạt là ranh giới góc cao và góc thấp. Sự phân loại này phụ thuộc vào mức độ định hướng sai giữa hai loại ngũ cốc. Ranh giới góc thấp còn được gọi là ranh giới hạt phụ, và những ranh giới hạt này có sự định hướng sai nhỏ hơn 15 độ. Ngược lại, các ranh giới hạt góc cao có độ lệch hướng lớn hơn 15 độ. Thông thường, ranh giới góc cao có xu hướng độc lập với việc định hướng sai.
Ranh giới song sinh là gì?
Ranh giới đôi là mặt phân cách giữa hai tinh thể riêng biệt là hình ảnh phản chiếu của nhau. Nói cách khác, ranh giới đôi xảy ra giữa các cấu trúc tinh thể riêng biệt có cùng một mạng tinh thể. Loại xuất hiện tinh thể này cũng được đặt tên là kết tinh tinh thể. Thông thường, một ranh giới đôi đối xứng ở cả hai phía. Ranh giới đôi còn được đặt tên là bề mặt thành phần hoặc mặt phẳng đôi.
Chúng ta có thể phân loại ranh giới song sinh theo các cách cư xử khác nhau tùy thuộc vào luật song sinh. Thông thường, các định luật song sinh là đặc trưng cho các hệ tinh thể. Hơn nữa, loại ranh giới đôi có thể hữu ích cho việc xác định khoáng chất.
Hình 02: Quartz-Japan Twin
Thông thường, một ranh giới đôi có thể biến đổi thành một ranh giới chung. Điều này xảy ra do sự hình thành các bức tường của trật khớp không khớp trong quá trình di chuyển của trật khớp, xảy ra qua các ranh giới này.
Sự khác biệt giữa ranh giới hạt và ranh giới song sinh là gì?
Ranh giới hạt là mặt phân cách giữa hai hạt trong một vật liệu đa tinh thể. Ranh giới đôi là mặt phân cách giữa hai tinh thể riêng biệt là hình ảnh phản chiếu của nhau. Do đó, sự khác biệt chính giữa ranh giới hạt và ranh giới đôi là ranh giới hạt có thể xảy ra giữa bất kỳ loại hạt tinh thể nào, trong khi ranh giới kép chỉ có thể xảy ra giữa các tinh thể có cùng cấu trúc mạng tinh thể.
Đồ họa thông tin sau đây tóm tắt sự khác biệt giữa ranh giới hạt và ranh giới đôi ở dạng bảng.
Tóm tắt - Ranh giới hạt vs Ranh giới song sinh
Ranh giới trong lĩnh vực tinh thể học là mặt phân cách giữa hai đơn vị của mạng tinh thể. Biên lợi ích là loại biên chung, trong khi biên đôi là một loại biên cụ thể. Sự khác biệt cơ bản giữa ranh giới hạt và ranh giới đôi là ranh giới hạt có thể xảy ra giữa bất kỳ loại hạt tinh thể nào, trong khi ranh giới kép chỉ có thể xảy ra giữa các tinh thể có cùng cấu trúc mạng tinh thể.
