大角度晶界能和表面能哪个大?能不能分析一下还有小角度晶界能和层错能哪个大?

Question

大角度晶界能和表面能哪个大?能不能分析一下 还有小角度晶界能和层错能哪个大?

Answer 1

大角度晶界能核心能占主要部分,和取向的关系不大,一般典型金属的大角度晶界在0.32J.m2 (Al)到0.87J.m2（Ni）之间,另外如果晶界有杂质原子的偏析,会造成一个奇异点,而表面能和接触的表张力有关,例如Al的表面能的实验值为1.143～1.16j/m2,但是铝有各向异性,实验数据不能反映表面各向异性,Al的表面能的第一原理计算结果：1.199（111面）；1.347（100面）；1.271（110面）,可以看出表面能要大于大角度晶界能
小角度晶界能其组成主要是晶界应变场的弹性能,而应变场又是组成晶界的点阵位错阵列造成,两晶粒见的位向对小角度晶界能的影响较大,其计算不仅需要包括位错密度、位错心部的能量以及周边的应力弹性场造成的畸变能,而层错能由两个不全位错组成,为了降低能量的增加造成结构的不稳定性,全位错分解成不全位错,但是总来说,层错能的计算用位错能计算即可,从这就能看出层错能要小于小角度晶界能,从量上来理解,小角度位错是堆积了众多的位向位错,而层错所包含的位错是有限,虽然有点不恰当,但是这也可以看出层错能要小于小角度位错