Ranh giới hạt hay biên hạt (Grain Bounderies): chỗ tiếp giáp giữa các hạt liền kề được gọi là ranh giới hạt, là mặt phân cách giữa hai hạt, hoặc tinh thể, trong vật liệu đa tinh thể. Ranh giới hạt là các khuyết tật trong cấu trúc tinh thể và có xu hướng làm giảm độ dẫn điện và dẫn nhiệt của vật liệu.
Ranh giới hạt là một khuyết tật phẳng nói chung, phân tách
các vùng có hướng tinh thể khác nhau (chẳng hạn như hạt) trong một chất rắn đa
tinh thể. Ranh giới của hạt thường là kết quả của sự phát triển không đồng
đều khi chất rắn kết tinh. Kích thước hạt thay đổi từ 1 µm đến 1 mm.
Hầu hết các ranh giới hạt là những vị trí ưa thích cho sự bắt đầu ăn mòn và sự kết tủa của các pha mới từ chất rắn. Chúng cũng quan trọng đối với nhiều cơ chế của dão vật liệu (creep). Mặt khác, các ranh giới của hạt làm hạn chế sự chuyển động lệch hướng mạng tinh thể (dislocation) bên trong vật liệu, vì vậy việc giảm kích thước tinh thể là một cách phổ biến để cải thiện độ bền của vật liệu.
Chuyên gia Ăn mòn giải thích về ranh giới hạt (GB)
Chỗ tiếp giáp giữa các hạt liền kề được gọi là ranh giới hạt. Ranh
giới của hạt là một vùng chuyển tiếp trong đó một số nguyên tử không sắp xếp chính xác với một hoặc hai hạt khác.
Do đó, ranh giới của hạt là:
- Nơi
các hạt gặp nhau trong một chất rắn
- Vùng
chuyển tiếp giữa các tinh thể lân cận
- Nơi
có sự xáo trộn khi lấp đầy nguyên tử
Đặc điểm của ranh giới hạt có tầm quan trọng thiết yếu trong
các nghiên cứu vật liệu. Các tính chất của ranh giới hạt thường xác định
các hạt:
- Sự
hình thành
- Sự
phát triển
- Ổn định
(hoặc hòa tan)
Ranh giới hạt có hai loại, theo định hướng của chúng:
- Các
ranh giới hạt góc thấp (Low-angle grain boundaries) là những ranh giới có độ lệch hướng nhỏ hơn khoảng
11 độ.
- Các
ranh giới hạt góc cao (High-angle grain boundaries) có độ lệch hướng lớn hơn khoảng 11 độ.
Các ranh giới góc cao bị xáo trộn hơn đáng kể, với các khu vực
rộng lớn mà không có sắp xếp hạt phù hợp và là 1 cấu trúc tương đối mở. Tính di động của ranh giới hạt góc thấp thấp hơn nhiều so với ranh giới hạt góc cao. Cả ranh giới hạt góc thấp và
góc cao đều được làm chậm bằng quá trình tinh chế hạt, để giảm thiểu hoặc ngăn
chặn sự kết tinh lại hoặc sự phát triển của hạt trong quá trình nhiệt luyện.
Các nguyên tử ở ranh giới hạt dễ bị hòa tan hoặc bị ăn mòn hơn các nguyên tử bên trong hạt. Các ranh giới của hạt sẽ bị oxy hóa hoặc ăn mòn nhanh hơn, thường được gọi là sự xâm nhập của ranh giới hạt hoặc sự tấn công giữa các hạt (intergranular attack). Trong sự ăn mòn dưới lớp cặn (UDC = under-deposit corrosion) và sự phá hủy do hydro, ranh giới hạt là vị trí mà tại đó khí mêtan thâm nhập dẫn đến xảy ra hiện tượng nứt giữa các hạt do sự tấn công của hydro (hydro làm cứng giòn kim loại).
Nhận xét
Đăng nhận xét
Các bạn có câu hỏi gì, cứ mạnh dạn trao đổi nhé, baoduongcokhi sẵn sàng giải đáp trong khả năng của mình.