Korngränserna

Korngränserna är gränserna mellan olika kristallkorn i polykrystallina material. Vid bildningen av material uppträder ofta flera korn som orienteras olika i rummet. Korngränserna utgör atomära gränser där ordningen av atomer är förändrad jämfört med kornens inre, och de kan därför vara energitäta och reaktiva jämfört med kornens inre. Misorienteringen mellan angränsande korn varierar från små vinkelavvikelser till nästan motsatta orienteringar, vilket ger olika typer av korngränser.

Klassificering baseras oftast på misorienteringens storlek: lågvinkliga korngränser (ibland kallade subkorngränser) och högvinkliga korngränser. Vissa gränser uppvisar speciella symmetrier och kallas CSL-gränser (coincident site lattice, Sigma-gränser). Dessa speciella gränser uppvisar ofta särskilt stabil struktur och kan påverka materialet olika jämfört med generella gränser.

Korngränser påverkar en rad egenskaper. De hindrar eller försvårar dislokationsrörelse och bidrar därmed till materialets styrka enligt Hall-Petch-lagen. Samtidigt kan korngränser utgöra vägar för diffusionsprocesser och fungera som platser där sprickor och korrosion kan initieras. Den sammanlagda effekten beror på misorienteringens storlek och gränsens struktur.

Bildning och behandling: Korngränser bildas under nedkylning, rekristallisation och kornutveckling. De studeras med tekniker som elektronbackscatter-diffraction (EBSD), transmissionselektronmikroskopi (TEM) och scanning electron microscopy (SEM). Behandlingar såsom annealing, plastisk formning och texturkontroll används för att styra korngränsers orientering och storlek i syfte att optimera prestanda.

Användningsområde: Förståelsen av korngränsers betydelse är central inom metallurgi, materialvetenskap och keramiska system, där egenskaper som styrka, duktilitet, korrosionsbeständighet och livslängd ofta styrs av korngränsernas typ och distribution.