La principale différence entre la limite de grain et la limite de macles est que la limite de grains peut se produire entre n'importe quel type de grains cristallins, alors que la limite de macles ne peut se produire qu'entre des cristaux ayant la même structure de réseau cristallin.
Une frontière dans le domaine de la cristallographie est l'interface entre deux unités d'un réseau cristallin. Ces structures unitaires sont appelées grains ou cristallites. Nous pouvons observer ces limites dans un matériau polycristallin, et celles-ci sont connues pour être des défauts dans la structure du matériau.
Qu'est-ce que la limite de grain ?
La limite de grain est l'interface entre deux grains dans un matériau polycristallin. Habituellement, le joint de grain dans un matériau polycristallin est un défaut 2D dans la structure cristalline. Ce défaut tend à diminuer la conductivité électrique et thermique du matériau. Ces joints de grains sont les zones privilégiées d'apparition de la corrosion. Ce sont aussi les zones privilégiées pour la précipitation de nouvelles phases à partir du solide. Les défauts aux joints de grains sont importants dans de nombreux mécanismes de fluage.
De plus, ces joints de grains ont tendance à perturber le mouvement des dislocations à travers le matériau, réduisant ainsi la taille des cristallites, ce qui conduit à améliorer la résistance mécanique. Ce phénomène est décrit par la relation de Hall-Petch. L'étude des joints de grains, leurs propriétés mécaniques et électriques sont décrites dans le domaine de la science des matériaux.
Nous pouvons décrire un joint de grain par l'orientation du joint par rapport aux deux grains et la rotation 3D dont nous avons besoin pour faire coïncider les grains. Par conséquent, un joint de grain a généralement 5 degrés de liberté macroscopiques. Cependant, un joint de grain n'est généralement décrit que comme la relation d'orientation des grains voisins.
Figure 01: Différentes formes de joints de grain
Types de joints de grain
Il existe deux types de joints de grains, à savoir les joints à angle élevé et à angle faible. Cette classification dépend de l'ampleur de la désorientation entre les deux grains. Les joints à angle faible sont également connus sous le nom de joints de sous-grains, et ces joints de grains ont une désorientation inférieure à 15 degrés. En revanche, les joints de grains à angle élevé ont leurs désorientations supérieures à 15 degrés. Normalement, les limites d'angle élevé ont tendance à être indépendantes de la désorientation.
Qu'est-ce que la frontière jumelle ?
La frontière jumelle est l'interface entre deux cristaux séparés qui sont des images miroir l'un de l'autre. En d'autres termes, des frontières de macles se produisent entre des structures cristallines séparées ayant le même réseau cristallin. Ce type d'occurrence cristalline est également appelé maclage cristallin. Habituellement, une frontière jumelle est symétrique des deux côtés. La frontière jumelle est également appelée surface de composition ou plan jumeau.
Nous pouvons classer les frontières de jumeaux de différentes manières selon les lois des jumeaux. Habituellement, les lois jumelles sont spécifiques aux systèmes cristallins. De plus, le type de limite de macles peut être utile pour l'identification des minéraux.
Figure 02: Jumeau Quartz-Japon
Typiquement, une limite jumelle peut se transformer en une limite de type commun. Cela se produit en raison de la formation de murs de dislocations de dislocation pendant le processus de mouvement de dislocation, qui se produit à travers ces limites.
Quelle est la différence entre Grain Boundary et Twin Boundary ?
La limite de grain est l'interface entre deux grains dans un matériau polycristallin. La frontière jumelle est l'interface entre deux cristaux séparés qui sont des images miroir l'un de l'autre. Par conséquent, la principale différence entre la limite de grain et la limite de macles est que la limite de grains peut se produire entre n'importe quel type de grains cristallins, alors que la limite de macles ne peut se produire qu'entre des cristaux ayant la même structure de réseau cristallin.
L'infographie suivante résume la différence entre le joint de grain et le joint de macles sous forme de tableau.
Résumé - Grain Boundary vs Twin Boundary
Une frontière dans le domaine de la cristallographie est l'interface entre deux unités d'un réseau cristallin. La limite de gain est le type commun de limite, tandis que la limite jumelle est un type spécifique de limite. le différence clé entre la limite de grain et la limite de macles est que la limite de grains peut se produire entre n'importe quel type de grains cristallins, tandis que la limite de macles ne peut se produire qu'entre des cristaux ayant la même structure de réseau cristallin.
