Co to jest granica ziarna?

Gdy zewnętrzna część stałego materiału jest wypolerowana, a następnie wytrawiana kwasem, linie można zobaczyć na jego powierzchni przez mikroskop świetlny.Linie te są granicami ziarna lub liniami zaznaczającymi zewnętrzną krawędzi ziaren, kryształowymi kształtami, które tworzą się jako materiał chłodzący się od cieczy do ciała stałego.Solidne, które nie tworzą ziarna, nazywane są amorficznym, ponieważ atomy, które je komponują, nie organizują się w wzorce, tak jak w krystalicznych ciałach stałych.

Ziarna w materiałach krystalicznych tworzą się podobne do sposobu, w jaki kryształy płatków śniegu robią się jak zamarzają wodę.Przed cieczy zamarzają, znajdują się lokalizacje, które są chłodniejsze niż reszta płynu.Ziarno rośnie z tych miejsc na zewnątrz, aż osiągnie inne ziarno i zatrzyma się.Kiedy cała ciecz między ziarnami rosnącymi w kierunku siebie zamraża się w ciało stałe, granica ziarna powstaje w miarę zatrzymywania się wzrostu.

Dobre przykłady krystalicznych ciał stałych są metale i stopy metali.Metalurgiści, którzy zajmują się projektowaniem właściwości na metale, stwierdzają, że granica ziarna jest ważna w zmianie funkcjonowania metali dla różnych zastosowań.Jest narażony na wystarczającą ilość ciepła, aby granice ziarna rozpuszczały się i reformują, proces zwany wyżarzaniem, w którym wolniejsza jest szybkość chłodzenia, tym większy utworzony rozmiar ziarna.Gdy część metalu jest podkreślona, wady i otwory w warstwach atomowych metalu, zwane zwichnięciami, przemieszczają się z ziarna w kierunku granicy ziarna.Jeśli metal zostanie szybko schłodzony, ziarna mają mniej czasu na wzrost, stają się mniejsze, a zwichnięcia spotykają się z opornymi granicami, zwiększając siłę metalowi mdash;Na przykład małe stopy żelaza.Jeśli metal ostygnie powoli, ziarna są większe, ponieważ zwichnięcia mają więcej czasu na poruszanie się w kierunku granicy bez powodowania rozpoczęcia większego otworu lub pęknięcia.Duże ziarna są widoczne w metalach, takich jak miedź i aluminium, które są plastyczne, łatwo się rozciągają i powoli pękają.Granica ziarna jest obszar na powierzchni ziarna, który jest bardziej podatny na atak żrący przez zanieczyszczenia chemiczne, jak i wymuszony wzrost pęknięć, który z czasem może spowodować awarię lub pęknięcie części metalowej.Metale o małych ziarnach są zwykle silniejsze niż metale o większej ilości, ale mają zwiększoną szansę na pękanie na swoich granicach, mają na celu sprawienie, by łamać się i powodować pęknięcie bez ostrzeżenia.Pęknięcia w częściowych częściach metalowych, takich jak stopy aluminium używane w dyszach, z niewielkimi zwichnięciami na granicach ziarna, rosną powoli.Z czasem można je bezpiecznie śledzić, aby przewidzieć, ile życia pozostaje w metalowej części lub ile czasu ma część, zanim nie będzie mogła działać prawidłowo.