晶界能
晶界能
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不论是小角度晶界或大角度晶界，这里的原子或多或少地偏离了平衡位置，所以相对于晶体内部，晶界处于较高的能量状态，高出的那部能量称为晶界能，或称晶界自由能，记作γG，其单位为J/m。有时晶界能以界面张力的形式表示，其单位采用N·m(=J·m)，记作σ。
晶界能的分类
从理论上讲，晶界处的能量包括两部分，即弹性畸变能和化学交互作用能。弹性畸变能的大小取决于失配度的大小，而化学交互作用能取决于界面上原子与周围原子的化学键结合状况。相界面结构不同，这两部分能量所占的比例也不同。对于共格晶界来说，由于界面上原子保持着匹配关系故界面上原子结合键数目不变，此时应变能是主要的。而对于非共格晶界，由于界面上原子的化学键数目和强度与晶内相比发生了很大变化，故其界面能以化学能为主，而总界面能较高。
当形成共格晶界所产生的晶界能增加到一定程度，如再共格相连所产生的弹性应变能将大于引人界面位错所引起的能量增加，这时以半共格晶界相连比以共格晶界相连在能量上更趋于稳定。如果假设相邻晶粒的原子(离子)彼此无作用，那么，每单 位面积晶界的晶界能将等于两晶粒的表面能之和。但是实际上两个相邻晶粒的表面层上的原子间的相互作用是很强的，并且可以认为在每个表面上的原子(离子)周围形成了一个完全的配位球，其差别在于此处的配位多面体是变了形的，并在某种程度上，这种配位多面体周围情况与内部结构是不相同的。