Krystallgrenser

Krystallgrenser refererer til grenseflatene mellom individuelle krystallitter i et polykrystallinsk materiale. En krystallitt er en liten, perfekt eller nesten perfekt krystallstruktur. I de fleste materialer som brukes i ingeniørfag, som metaller og keramer, forekommer disse materialene i en polykrystallinsk form, noe som betyr at de består av et stort antall av slike krystallitter.

Krystallgrensene er områder med uorden i den krystallinske strukturen. Atomene ved krystallgrensene er ikke arrangert i det regelmessige, repeterende mønsteret som finnes innenfor selve krystallittene. Denne uordenen skyldes at krystallittene har forskjellige orienteringer i rommet, og grensene er der disse forskjellige orienteringene møtes.

Krystallgrenser har en betydelig innvirkning på materialenes egenskaper. De fungerer som hindringer for bevegelsen av dislokasjoner, som er defekter i krystallgitteret som er ansvarlige for plastisk deformasjon. Derfor kan økt kornstørrelse, som betyr færre og større krystallitter og dermed lengre krystallgrenser per enhet volum, føre til svakere materialer. Omvendt kan mindre kornstørrelser og dermed flere krystallgrenser per enhet volum, føre til sterkere materialer.

I tillegg til å påvirke mekaniske egenskaper, kan krystallgrenser også spille en rolle i andre fenomener som diffusjon og korrosjon. Materialers atferd ved høye temperaturer er ofte dominert av prosesser som foregår ved krystallgrensene. Kontroll av krystallgrensestrukturen er derfor en viktig strategi i materialvitenskap for å skreddersy materialers ytelse.