대한민국 대표 기술지식 거래소

admin

2016-12-19 18:37:46

추천 : 0

결정립계[grain boundary]

대부분의 고체물질 특히 금속은 거의가 결정이지만, 특별한 주조․가공․열처리를 한 것 이외는 가느다란 결정립의 집합체이다. 개개 결정립의 방향도 무질서하고, 인접하는 결정립의 경계에서는 원자배열에 흐트러짐이 생긴다.

이 부분이 결정립계이다. 면상격자결함의 일종으로 3차원적인 크기를 가진 재료 내에서는 연속된 곡면을 이루고 있다. 면적에 비례하는 입계에너지를 가지고 다양한 특성에 영향을 미친다.

순금속에서는 단순히 흐트러진 장소로서 공공(空孔)이나 격자간원자의 발생원이 되기도 하고 소멸점이 되기도 한다. 또 재료에 응력이 걸리면 응력집중점이 되기도 하고 균열의 발생점이 되기도 한다.

합금의 경우는 복잡하여 입계와 입내에서는 합금상태에 차가 나타나는 경우가 많다.

즉 합금농도에 차가 생기거나 그만큼 다른 상으로 되기도 한다. 마찬가지로 가공․열처리에 있어서 제2상의 발생점이 되기도 한다. 변형․파괴에 있어서도 입계가 약한 경우(입계파괴)와, 입내보다 강한 경우(입내파괴)가 생긴다.

이처럼 결정립계는 단순한 결정방향이 엇갈린 장소, 다양한 격자결함의 집적점 또는 어느 두께를 가진 결정․비정질한 부분, 더욱이 다른 상으로 구성된 부분 등 천차만별이다.

이 구조도 일반적으로는 무질서하지만 동(同) 부호의 전위가 세로로 등간격으로 나란한 것과 소경각입계가 되어 고순도반도체 등에서 상세하게 조사되었다.

또 인접한 결정립에서 경계상의 원자를 공유하고 있는 구조가 생기거나, 마찬가지로 인접한 결정립 중에서 원래 결정립의 격자를 연장한 것으로 가정한 위치에 원자가 존재한다고 하는 대응입계 등의 규칙적 구조를 가진 것도 존재하고 있다.