Una interfaz entre dos granos cristalinos en un material policristalino, donde las filas atómicas se inclinan y pueden no encontrarse perfectamente.Los límites de grano son las interfaces donde se encuentran dos cristales con orientaciones diferentes dentro de un material policristalino. La mayoría de los metales y cerámicas están formados por muchos cristales diminutos, o granos, y en los límites entre ellos los átomos se disponen de manera irregular. Estos límites suelen tener solo unos pocos átomos de ancho, pero controlan muchas propiedades macroscópicas: resistencia, ductilidad, conductividad eléctrica e incluso el comportamiento magnético.
El concepto de límites de grano se remonta a principios del siglo XX, con los primeros estudios sistemáticos realizados por el metalúrgico francés Georges Friedel en la década de 1920. La comprensión moderna a escala atómica surgió con la microscopía electrónica en la década de 1950.
Cuando dos cristales crecen juntos, sus redes atómicas no se alinean perfectamente. El desajuste crea una región donde los átomos están comprimidos, estirados o ausentes. Esta zona desordenada actúa como una barrera al movimiento de las dislocaciones, por lo que los metales de grano fino son más duros. También proporciona caminos rápidos para la difusión de átomos, lo que puede ser útil o perjudicial según la aplicación. En los materiales magnéticos, los límites de grano pueden anclar las paredes de dominio, afectando la facilidad con la que el material se magnetiza.
La ingeniería de límites de grano se utiliza para mejorar la resistencia a la corrosión y la resistencia mecánica de los metales en componentes aeroespaciales, y para optimizar el rendimiento de los imanes permanentes.
Algunos límites de grano son tan delgados que una sola capa de átomos puede cambiar la resistencia eléctrica de todo el material, lo que se aprovecha en algunos sensores.
