Кроме фасетирования есть и другой способ увеличения площади границ с уменьшением их энергии. Граница может расщепиться: отделить от себя новую границу. Наилучшая для расщепления конфигурация, когда “в углу зерна” (в стыке трех его граней) зарождается и растет внутрь него “клин” нового зерна — треугольная пирамида, отделенная от исходного зерна новой плоской границей в ее основании (с разворотом w и возможно более низкой энергией Г4). При этом три исходные границы неподвижны, но разворот на них изменился на со, отчего энергия, может быть, снижается на некоторое AГi
Подобное возможно, если новая граница имеет низкую энергию Г4 (регулярна и лежит в плоскости с наименьшей энергией), а исходные три границы нерегулярные с высокой (и примерно равной) энергией. Ho тогда стык трех граней зерна в вершине симметричный с двугранными углами по 120°. Это в точности та же конфигурация, что у стыка трех плоскостей {111} в кубической решетке, которые пересекаются по осям <110>. Поэтому баланс энергий выглядит так же, как для фасетирования свободной поверхности, — с той лишь разницей, что содержит только понижение AГ энергии исходных границ: q = [у/(l1m1)] E(lkn), где у = AГ/ Г4. Отщепление произойдет, если q > 1.
Отщепление возможно, если найдется такой набор ориентировок плоскости границы m1, m2, m3, при котором от одного и того же поворота w сильно снижается энергия Г1, Г2, Г3 всех трех границ (а лучше всего, чтобы все они от поворота w попали в положение регулярных). Вряд ли такие ориентировки встречаются часто. Тем не менее, так зарождаются иногда новые зерна при собирательной рекристаллизации. Поскольку наименьшая энергия у границы двойника E3 по плоскости (111), такое зарождение ведет к появлению двойников отжига. Столкновения же растущих двойников дают границы E9 (разворот на границе двух двойников описывается перемножением их матриц разворота, так что общим знаменателем новой матрицы будет Зв2).
Действительно, вырастив длительным отжигом зерно в алюминии до 10 мм, обнаружили, что от его углов появляется затем много меньшее и быстро растущее зерно, у которого одна или две границы регулярные.
Известны и редкие случаи расщепления границы на две параллельных. Так, у поверхности бикристалла меди единственная граница расщеплялась на две, и рос в глубину клин нового зерна. Исходная граница обычно несимметричная, и в одном из зерен лежала в плоскости (111), а реакция расщепления — типа Е9 —> Е3 + Е3, и ей предшествовало фасетирование (при размерах фасетки около 0,1 мкм).
Встречалось и расщепление в много меньших масштабах, с прослойкой “странной” решетки меж границами. Так, в границе наклона в серебре, отклоняющейся на 2...3° от <110>Е3, электронная микроскопия с разрешением решетки нашла такое расщепление, что малоугловая граница отстояла от регулярной на 3b, и решетка между ними не была ГЦК, а походила на стопку дефектов упаковки). В ковалентном кремнии видели такое расщепление границы E27, что одна граница осталась плоской, а другая стала “пилой” из опиравшихся на нее фасеток (в 1,5 нм размером).
Главная