Nyckelskillnaden mellan korngräns och tvillinggräns är att korngräns kan förekomma mellan alla typer av kristallkorn, medan tvillinggränser endast kan förekomma mellan kristaller som har samma kristallgitterstruktur.
En gräns inom kristallografin är gränssnittet mellan två enheter av ett kristallgitter. Dessa enhetsstrukturer kallas korn eller kristalliter. Vi kan observera dessa gränser i ett polykristallint material, och dessa är kända för att vara defekter i materialets struktur.
Vad är korngräns?
Korngräns är gränsytan mellan två korn i ett polykristallint material. Vanligtvis är korngränsen i ett polykristallint material en 2D-defekt i kristallstrukturen. Denna defekt tenderar att minska materialets elektriska och termiska ledningsförmåga. Dessa korngränser är de föredragna områdena för uppkomsten av korrosion. De är också de föredragna områdena för utfällning av nya faser från det fasta ämnet. Korngränsdefekter är viktiga i många av krypningsmekanismerna.
Dessa korngränser tenderar dessutom att störa rörelsen av dislokationer genom materialet och därigenom minska kristallitens storlek, vilket leder till att den mekaniska hållfastheten förbättras. Detta fenomen beskrivs av Hall-Petch-förhållandet. Studiet av korngränser, deras mekaniska och elektriska egenskaper beskrivs under materialvetenskap.
Vi kan beskriva en korngräns genom orienteringen av gränsen till de två kornen och den 3D-rotation som vi behöver för att få kornen att sammanfalla. Därför har en korngräns vanligtvis 5 makroskopiska frihetsgrader. Vanligtvis beskrivs dock en korngräns bara som orienteringsförhållandet för de angränsande kornen.
Figur 01: Olika former av korngränser
Typer of Grain Boundaries
Det finns två typer av korngränser som höga och låga vinkelgränser. Denna klassificering beror på graden av felorientering mellan de två kornen. Låga vinkelgränser är också kända som underkornsgränser, och dessa korngränser har en felorientering som är mindre än 15 grader. Däremot har korngränserna med hög vinkel sin felorientering större än 15 grader. Norm alt tenderar högvinkelgränserna att vara oberoende av felorienteringen.
Vad är Twin Boundary?
Tvillinggräns är gränssnittet mellan två separata kristaller som är spegelbilder av varandra. Med andra ord uppstår tvillinggränser mellan separata kristallstrukturer som har samma kristallgitter. Denna typ av kristallförekomst kallas också för kristalltwinning. Vanligtvis är en tvillinggräns symmetrisk på båda sidor. Tvillinggränsen kallas också som sammansättningsyta eller tvillingplan.
Vi kan klassificera tvillinggränser på olika sätt beroende på tvillinglagarna. Vanligtvis är tvillinglagarna specifika för kristallsystem. Dessutom kan typen av tvillinggräns vara användbar för mineralidentifiering.
Figur 02: Quartz-Japan Twin
Typiskt kan en tvillinggräns förvandlas till en gräns av den vanliga typen. Detta sker på grund av bildandet av väggar av dislokationer som inte passar ihop under dislokationsrörelseprocessen, som sker genom dessa gränser.
Vad är skillnaden mellan korngräns och tvillinggräns?
Korngräns är gränsytan mellan två korn i ett polykristallint material. Tvillinggräns är gränssnittet mellan två separata kristaller som är spegelbilder av varandra. Därför är den viktigaste skillnaden mellan korngräns och tvillinggräns att korngräns kan förekomma mellan vilken typ av kristallkorn som helst, medan tvillinggräns endast kan förekomma mellan kristaller med samma kristallgitterstruktur.
Följande infografik sammanfattar skillnaden mellan korngräns och tvillinggräns i tabellform.
Sammanfattning – Grain Boundary vs Twin Boundary
En gräns inom kristallografin är gränssnittet mellan två enheter av ett kristallgitter. Gain boundary är den vanliga typen av gräns, medan tvillinggräns är en specifik typ av gräns. Den viktigaste skillnaden mellan korngräns och tvillinggräns är att korngräns kan förekomma mellan vilken typ av kristallkorn som helst, medan tvillinggräns endast kan förekomma mellan kristaller som har samma kristallgitterstruktur.
