Perbezaan utama antara sempadan butiran dan sempadan berkembar ialah sempadan butiran boleh berlaku antara sebarang jenis butiran kristal, manakala sempadan kembar hanya boleh berlaku antara kristal yang mempunyai struktur kekisi kristal yang sama.
Sempadan dalam bidang kristalografi ialah antara muka antara dua unit kekisi kristal. Struktur unit ini dinamakan butir atau kristal. Kita boleh melihat sempadan ini dalam bahan polihabluran, dan ini diketahui sebagai kecacatan pada struktur bahan.
Apakah Sempadan Butiran?
Sempadan butir ialah antara muka antara dua butir dalam bahan polihablur. Biasanya, sempadan butiran dalam bahan polihabluran adalah kecacatan 2D dalam struktur kristal. Kecacatan ini cenderung untuk mengurangkan kekonduksian elektrik dan haba bahan. Sempadan butiran ini adalah kawasan pilihan untuk permulaan kakisan. Mereka juga merupakan kawasan pilihan untuk pemendakan fasa baru daripada pepejal. Kecacatan sempadan bijian adalah penting dalam kebanyakan mekanisme rayapan.
Selain itu, sempadan butiran ini cenderung untuk mengganggu pergerakan terkehel melalui bahan, dengan itu mengurangkan saiz kristal, yang membawa kepada peningkatan kekuatan mekanikal. Fenomena ini digambarkan oleh hubungan Hall-Petch. Kajian tentang sempadan bijian, sifat mekanikal dan elektriknya diterangkan di bawah bidang sains bahan.
Kita boleh menerangkan sempadan butiran melalui orientasi sempadan kepada dua butir dan putaran 3D yang kita perlukan untuk membawa butiran itu secara kebetulan. Oleh itu, sempadan butiran biasanya mempunyai 5 darjah kebebasan makroskopik. Walau bagaimanapun, lazimnya sempadan butiran hanya digambarkan sebagai hubungan orientasi butiran jiran.
Rajah 01: Bentuk Sempadan Bijian yang Berbeza
Jenis Sempadan Bijian
Terdapat dua jenis sempadan butiran sebagai sempadan sudut tinggi dan rendah. Pengelasan ini bergantung pada tahap salah orientasi antara dua butir. Sempadan sudut rendah juga dikenali sebagai sempadan subbutiran, dan sempadan butiran ini mempunyai salah orientasi yang kurang daripada 15 darjah. Sebaliknya, sempadan butiran sudut tinggi mempunyai misorientasi lebih daripada 15 darjah. Biasanya, sempadan sudut tinggi cenderung bebas daripada salah orientasi.
Apakah Sempadan Berkembar?
Sempadan berkembar ialah antara muka antara dua kristal berasingan yang merupakan imej cermin antara satu sama lain. Dalam erti kata lain, sempadan berkembar berlaku antara struktur kristal berasingan yang mempunyai kekisi kristal yang sama. Kejadian kristal jenis ini juga dinamakan kembar kristal. Biasanya, sempadan berkembar adalah simetri pada kedua-dua belah. Sempadan berkembar juga dinamakan sebagai permukaan komposisi atau satah berkembar.
Kita boleh mengklasifikasikan sempadan berkembar dengan cara yang berbeza bergantung pada undang-undang berkembar. Biasanya, undang-undang berkembar adalah khusus untuk sistem kristal. Selain itu, jenis sempadan berkembar boleh berguna untuk pengenalan mineral.
Rajah 02: Kembar Kuarza-Jepun
Lazimnya, sempadan berkembar boleh berubah menjadi sempadan jenis biasa. Ini berlaku disebabkan oleh pembentukan dinding kehelan yang tidak sepadan semasa proses pergerakan kehelan, yang berlaku melalui sempadan ini.
Apakah Perbezaan Antara Sempadan Bijian dan Sempadan Berkembar?
Sempadan butir ialah antara muka antara dua butir dalam bahan polihablur. Sempadan berkembar ialah antara muka antara dua kristal berasingan yang merupakan imej cermin antara satu sama lain. Oleh itu, perbezaan utama antara sempadan butiran dan sempadan berkembar ialah sempadan butiran boleh berlaku antara sebarang jenis butiran kristal, manakala sempadan kembar hanya boleh berlaku antara kristal yang mempunyai struktur kekisi kristal yang sama.
Infografik berikut meringkaskan perbezaan antara sempadan butiran dan sempadan berkembar dalam bentuk jadual.
Ringkasan – Sempadan Butiran lwn Sempadan Berkembar
Sempadan dalam bidang kristalografi ialah antara muka antara dua unit kekisi kristal. Sempadan keuntungan ialah jenis sempadan biasa, manakala sempadan berkembar ialah jenis sempadan tertentu. Perbezaan utama antara sempadan butiran dan sempadan berkembar ialah sempadan butiran boleh berlaku di antara mana-mana jenis butiran kristal, manakala sempadan kembar boleh berlaku hanya antara kristal yang mempunyai struktur kekisi kristal yang sama.
