晶粒

✍ dations ◷ 2025-10-22 12:19:28 #晶粒

晶粒（cystallite、crystal grain）是指微小的或微米尺度的晶体。多晶体由许多不同大小和取向的晶粒组成，视不同之成长与加工过程，多晶体中的晶粒取向可能都均匀地随机分布形成随机织构，也可能表现出多数晶粒都朝某一特定取向，而形成特定的择优取向。多晶体内晶粒之间的接触区域称为晶界。粉粒（powder grain）与晶粒的意义不同，它可指由许多晶粒组成的多晶体粉末颗粒。晶粒度是评价晶粒大小（crystallite size、grain size）的度量。晶体尺寸通常可以X光衍射图案衡量，而晶粒尺寸则须以其他实验方法，如穿透式电子显微镜等才能较精确量测。生活周遭可见的固体物件大多都不是纯粹的单晶，但也有一些例外，如部分宝石、电子业用的单晶硅（英语：Monocrystalline silicon）、某些种类的纤维、镍基超合金制成的涡轮引擎、雪地中的冰晶(直径有时可超过半米长)。多数材料都是由有许多单晶晶粒组成的多晶结构，晶粒与晶粒之间有数层极薄的非晶固体接合，晶粒尺寸视不同情况小可至数奈米，大可至数毫米皆有。多晶结构中，倘若各晶粒的排列方向杂乱而随机，则此多晶材料大略具有等向性。等向性的特色可以用来简化一些连续介质力学中的假设，让力学理论的计算也能套用在实际的材料运用上。然而，许多多晶材料的晶粒排列方向会或多或少朝特定的方向分布，形成所谓的织构，当需要精准预测多晶材料的性质与行为时，则定要将织构纳入考量。而当一多晶材料的晶粒大致整齐排列但略有随机方向分布，则吾人可称此材料趋近镶嵌晶体（英语：Mosaicity）。材料破断时，可以依照裂缝通过晶粒的方式分为沿晶破坏（英语：intergranular fracture）与穿晶破坏（英语：transgranular fracture），是材料破损分析中重要的判断指标。晶粒也会对粉末大小的量测产生影响，因为一颗粉末颗粒可能含有数个晶粒，所以，用激光粒径分析仪测得的粉末颗粒大小可能会异于用谢乐法（英语：Scherrer equation）X光衍射、极化光光学显微镜、扫描式电子显微镜背向散射等方法所测得的粉末颗粒大小。地质学家也可以利用岩石中的晶粒大小判断岩石生成时的地质环境，粗大的晶粒代表岩石形成的过程相当缓慢，反之细小的晶粒代表岩石形成的过程相当快速。如果岩石形成的过程相当快速，通常是火山喷出的岩浆快速冷凝的结果，甚至可能产生非晶结构，例如黑曜岩的形成。

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