Nøgleforskellen mellem korngrænse og tvillingegrænse er, at korngrænse kan forekomme mellem enhver type krystalkorn, hvorimod tvillinggrænse kun kan forekomme mellem krystaller med den samme krystalgitterstruktur.
En grænse inden for krystallografi er grænsefladen mellem to enheder af et krystalgitter. Disse enhedsstrukturer kaldes korn eller krystallitter. Vi kan observere disse grænser i et polykrystallinsk materiale, og disse er kendt for at være defekter i materialets struktur.
Hvad er korngrænsen?
Korngrænsen er grænsefladen mellem to korn i et polykrystallinsk materiale. Norm alt er korngrænsen i et polykrystallinsk materiale en 2D-defekt i krystalstrukturen. Denne defekt har en tendens til at reducere materialets elektriske og termiske ledningsevne. Disse korngrænser er de foretrukne områder for indtræden af korrosion. De er også de foretrukne områder til udfældning af nye faser fra det faste stof. Korngrænsedefekter er vigtige i mange af krybningsmekanismerne.
Desuden har disse korngrænser en tendens til at forstyrre bevægelsen af dislokationer gennem materialet og derved reducere krystallitstørrelsen, hvilket fører til forbedring af den mekaniske styrke. Dette fænomen er beskrevet af Hall-Petch-forholdet. Studiet af korngrænser, deres mekaniske og elektriske egenskaber er beskrevet under materialevidenskab.
Vi kan beskrive en korngrænse gennem orienteringen af grænsen til de to korn og den 3D-rotation, som vi skal bruge for at bringe kornene sammen. Derfor har en korngrænse norm alt 5 makroskopiske frihedsgrader. Almindeligvis beskrives en korngrænse dog kun som orienteringsforholdet for de tilstødende korn.
Figur 01: Forskellige former for korngrænser
Typer of Grain Boundaries
Der er to typer korngrænser som høje og lave vinkelgrænser. Denne klassificering afhænger af omfanget af fejlorientering mellem de to korn. Lave vinkelgrænser er også kendt som underkornsgrænser, og disse korngrænser har en fejlorientering, som er mindre end 15 grader. I modsætning hertil har de højvinklede korngrænser deres misorienteringer større end 15 grader. Norm alt har højvinkelgrænserne en tendens til at være uafhængige af fejlorienteringen.
Hvad er Twin Boundary?
Tvillinggrænsen er grænsefladen mellem to separate krystaller, der er spejlbilleder af hinanden. Med andre ord opstår tvillingegrænser mellem separate krystalstrukturer med det samme krystalgitter. Denne type krystalforekomst kaldes også krystal-twinning. Norm alt er en tvillinggrænse symmetrisk på begge sider. Tvillinggrænsen er også navngivet som kompositionsoverflade eller tvillingplan.
Vi kan klassificere tvillingegrænser på forskellige måder afhængigt af tvillingelovene. Norm alt er tvillingelovene specifikke for krystalsystemer. Desuden kan typen af tvillinggrænse være nyttig til mineralidentifikation.
Figur 02: Quartz-Japan Twin
Typisk kan en tvillingegrænse transformeres til en grænse af den almindelige type. Dette sker på grund af dannelsen af vægge med mismatch dislokationer under dislokationsbevægelsesprocessen, som sker gennem disse grænser.
Hvad er forskellen mellem Grain Boundary og Twin Boundary?
Korngrænsen er grænsefladen mellem to korn i et polykrystallinsk materiale. Tvillinggrænsen er grænsefladen mellem to separate krystaller, der er spejlbilleder af hinanden. Derfor er den vigtigste forskel mellem korngrænse og tvillingegrænse, at korngrænse kan forekomme mellem enhver type krystalkorn, hvorimod tvillinggrænse kun kan forekomme mellem krystaller med den samme krystalgitterstruktur.
Den følgende infografik opsummerer forskellen mellem korngrænse og tvillinggrænse i tabelform.
Opsummering – Korngrænse vs Tvillinggrænse
En grænse inden for krystallografi er grænsefladen mellem to enheder af et krystalgitter. Gain boundary er den almindelige type grænse, mens tvillingegrænse er en specifik type grænse. Den vigtigste forskel mellem korngrænse og tvillingegrænse er, at korngrænse kan forekomme mellem enhver type krystalkorn, hvorimod tvillinggrænse kun kan forekomme mellem krystaller med den samme krystalgitterstruktur.
