| 6.5 晶界能與顯微結(jié)構(gòu)(3)
②晶界第二相
當(dāng)?shù)诙?β相)在基體(α相)的晶界存在時，第二相在兩個基體晶粒間所張開的角度θ稱為二面角，如圖6-56所示。在平衡條件下，有如下關(guān)系：
(6-105)
式中：γαα為α相間的界面張力；γαβ為α相和β相之間的界面張力。由上式看出，θ的大小是由界面張力的比值γαα／γαβ所決定。當(dāng)γαα＜＜γαβ時，θ =180°，β相與α相完全不浸潤，β相接近于球形；當(dāng)γαα=γαβ，θ = 120°，β相呈雙球冠形；當(dāng)γαα=2γαβ，θ = 0°，β相與α相完全浸潤，β相在α相晶界上鋪展。上述3種二面角數(shù)值與第二相形狀的關(guān)系如圖6-57所示。
③晶棱與晶角上的第二相
考慮第二相與3個晶粒接觸的情況，如圖6-58所示。設(shè)每個晶棱各有1個界面張力，在晶角上互相平衡。由于上端3個界面張力γααβ相等，所以3個X角也相等。由立體幾何可得出角X、Y和二面角δ有如下關(guān)系：
(6-106)
(6-107)
相應(yīng)方程的曲線示于圖6-59，二面角的取值情況為：
a)δ=180°，對應(yīng)X =120°，Y=90°，此時β相是處于晶角上的球形。
b)δ=120°, 對應(yīng)X = Y =109.5°，β相是曲面四面體，如圖6-60(a)。
c)δ=60°, 對應(yīng)Y→180°，X→0°，由圖6-60(b)可以看出，β相沿晶棱滲透，形成β相的網(wǎng)絡(luò)。
d)δ=0 ，β相沿晶界擴(kuò)展。
應(yīng)該指出，第二相的位置從晶內(nèi)→晶界→晶棱→晶角的順序，熱力學(xué)位γA是遞降的。 
（3）多晶多相材料
 多晶多相材料中的界面分析如同上述晶界上第二相的情況。為了便于討論，我們僅分析二維的截面，假定晶界能是各向同性的，對固-固-氣平衡界面（圖6-61(a)），二面角與界面張力的平衡關(guān)系滿足：
 (6-108)
如果是固-固-液系統(tǒng)，這時晶界構(gòu)形可以用圖6-61(b)表示。此時界面張力平衡可以寫成：
 (6-109)
根據(jù)上式，二面角φ的大小將取決于γSS (固-固界面張力)與γSL (固-液界面張力)的相對大小，不同二面角φ與晶界構(gòu)形及相分布示于圖6-62。γSS／γSL比值與φ角關(guān)系見表6-9。
在實(shí)際材料中，晶界的構(gòu)形除了與γSS／γSL之比有關(guān)外，高溫下固－液相、固－固相之間還會發(fā)生溶解過程和化學(xué)反應(yīng)，溶解和反應(yīng)過程改變了固－液相比例和固－液相的界面張力，因此多晶多相體組織的形成是一個很復(fù)雜的過程。
（本節(jié)完，本章完）
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