ефектів в наночастицах можна віднести двійники, дефекти упаковки і межзеренное кордону. Велика частина планарних дефектів утворюється при зростанні зерен і сильно залежить від умов отримання матеріалу. Межі нанозерен проявляють неравновесное поведінку, що виражається в їх зміну з часом і міграції при релаксації матеріалу. Крім того, за певних умов, зважаючи на велику поверхневої енергії можлива перекристалізація матеріалу з утворенням більш великих зерен.
Слід зазначити, що двойникование і дефекти упаковки, хоча і не є стабільними, але можуть існувати в матеріалі зважаючи на малу енергії освіти (0,1 Дж / м 2), у той час як освіта кордонів пов'язано з більшою енергією (0,1 - 1 Дж / м 2). На кордонах малих кристаллитов виникає витісняє сила, пропорційна (-енергія утворення кордону, - розмір частки), що призводить до перекристалізації та освіта менш енергетичних кордонів.
Щодо будови межзеренних областей немає єдиної думки: існують дві моделі, які описують координацію атомів на кордонах зерен:
· так звані газоподібні (аморфні) межі, що характеризуються разупорядоченності розташуванням атомів; подібний стан фіксується методами рентгенографії і і рентгенівської спектроскопії;
· кордону, утворені дефектами, тобто схожі з класичними полікристалічними матеріалами. Підтвердженням подібних меж є дані електронної мікроскопії високого дозволу.
Одним із специфічних дефектів, ймовірність утворення яких в наночастицах перевершує таку в класичних матеріалах, є так звані дисклінацій. За рахунок дисклінацій можливе створення квазікісталлов (наночастинок або віскерів) з віссю п'ятого порядку (рис. 2).
Рис. 2 . Дисклінацій в гексагональном кристалі: а) бездефектная структура, б) 60-градусна дисклінацій
Для існування дисклінацій у великому кристалі необхідно наявність дефектів поблизу дисклінацій за високого поля напружень в такому кристалі, логарифмічно зростаючого із збільшенням відстані. У великих кристалах в якості компенсуючих дефектів можуть виступати дислокації, границі зерен або інші дисклінацій. У якості подібних дефектів у наночастицах служать кордону, тобто можливе утворення окремої дисклінацій в обсязі частинки [1].
3D : Вимірювання щільності в наноструктурованих матеріалах показує наявність вільного об'єму, що можна пояснити утворенням порожнин на поверхні розділу, особливо в областях потрійних стиків, а також більш низькою щільністю межзеренних кордонів. Характеризація розмірів і розподіл подібних дефектів утруднена зважаючи на їх значної зміни при русі кордонів зерен [1].
3. Вплив кордонів розділу на механічні властивості нанокристалічних наноматеріалів
Збільшення твердості матеріалів обумовлено безпосередньо взаємодією дислокацій і межзеренних кордонів. Рух дислокацій загальмовується на кордоні, що пов'язано з неможливістю переходу в сусіднє зерно через різної орієнтації кристалографічних площин і наявності межзеренное кордону. У відповідності з моделлю Коттрелла, дислокації, зупинені на кордоні, є джерелами Франка-Ріда для появи дислокацій в сусідньому зерні, проте цього не відбувається в матеріалах з розміром зерен 5 - 10 нм, тобто залежність межі текучості від розміру зерна не може бути екстрапольована в облас...
