Βλέποντας πώς τα όρια των κόκκων μετασχηματίζονται σε ένα μέταλλο
Όταν ένα μέταλλο υποβάλλεται σε άγχος, τα όρια των κόκκων μπορούν να δράσουν είτε ως πηγές είτε ως νεροχύτες για εξάρσεις, οι οποίες είναι ελαττώματα στην κρυσταλλική δομή. Εάν τα όρια των κόκκων είναι ισχυρά, μπορούν να αποτρέψουν τη μετακίνηση των μετακινήσεων, γεγονός που καθιστά το μέταλλο ισχυρότερο. Ωστόσο, εάν τα όρια των κόκκων είναι αδύναμα, οι εξάρσεις μπορούν εύκολα να μετακινηθούν μέσα από αυτά, γεγονός που καθιστά το μέταλλο πιο όλκιμο.
Εκτός από το ρόλο τους στον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων των μετάλλων, τα όρια των κόκκων μπορούν επίσης να επηρεάσουν τις ηλεκτρικές, θερμικές και μαγνητικές τους ιδιότητες. Για παράδειγμα, η παρουσία των ορίων των κόκκων μπορεί να αυξήσει την ηλεκτρική αντίσταση ενός μετάλλου και μπορεί επίσης να επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο το μέταλλο ανταποκρίνεται στη θερμική επεξεργασία.
Ο μετασχηματισμός των ορίων των κόκκων σε ένα μέταλλο μπορεί να προκληθεί από διάφορους παράγοντες, όπως:
* Θερμοκρασία: Καθώς η θερμοκρασία ενός μετάλλου αυξάνεται, τα όρια των κόκκων γίνονται πιο κινητά, γεγονός που τους επιτρέπει να αλλάζουν το σχήμα και το μέγεθος.
* άγχος: Το άγχος μπορεί επίσης να προκαλέσει τη μετακίνηση των ορίων των κόκκων, ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου.
* κράμα: Η προσθήκη στοιχείων κράματος μπορεί να αλλάξει τις ιδιότητες των ορίων των κόκκων, καθιστώντας τα είτε ισχυρότερα είτε ασθενέστερα.
Ο μετασχηματισμός των ορίων των κόκκων μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στις ιδιότητες ενός μετάλλου. Για παράδειγμα, με τον έλεγχο της οριακής δομής των κόκκων, είναι δυνατόν να παραχθούν μέταλλα με ένα ευρύ φάσμα ιδιοτήτων, προσαρμοσμένες σε συγκεκριμένες εφαρμογές.
Ακολουθούν μερικά συγκεκριμένα παραδείγματα για το πώς τα όρια των κόκκων μετασχηματίζονται σε ένα μέταλλο:
* Ανακρυσταλλοποίηση: Αυτή είναι η διαδικασία με την οποία σχηματίζονται νέοι κόκκοι σε ένα μέταλλο που έχει παραμορφωθεί. Κατά τη διάρκεια της ανακρυστάλλωσης, τα όρια των κόκκων κινούνται και αλλάζουν το σχήμα μέχρι να φτάσουν σε μια σταθερή διαμόρφωση.
* Ανάπτυξη κόκκων: Αυτή είναι η διαδικασία με την οποία οι κόκκοι σε ένα μέταλλο μεγαλώνουν σε μέγεθος. Η ανάπτυξη των κόκκων συμβαίνει όταν τα όρια των κόκκων κινούνται και καταναλώνουν τα όρια των μικρότερων κόκκων.
* Μετασχηματισμοί φάσης: Τα όρια των κόκκων μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ως θέσεις για μετασχηματισμούς φάσης. Για παράδειγμα, σε χάλυβα, τα όρια των κόκκων μπορούν να δράσουν ως θέσεις πυρήνωσης για το σχηματισμό σωματιδίων Cementite (Fe3C).
Η μελέτη των ορίων των κόκκων και ο μετασχηματισμός τους είναι ένα πολύπλοκο και σημαντικό πεδίο έρευνας. Με την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο συμπεριφέρονται τα όρια των κόκκων, είναι δυνατόν να σχεδιάσουμε μέταλλα με τις επιθυμητές ιδιότητες για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
