Поверхность раздела между двумя кристаллическими зёрнами в поликристаллическом материале, где атомные ряды наклоняются и могут не совпадать идеально.Границы зёрен — это поверхности раздела, где встречаются два кристалла с разной ориентацией внутри поликристаллического материала. Большинство металлов и керамик состоят из множества мелких кристаллов, или зёрен, и на границах между ними атомы расположены нерегулярно. Эти границы часто имеют ширину всего в несколько атомов, но они контролируют многие макроскопические свойства: прочность, пластичность, электропроводность и даже магнитное поведение.
Понятие границ зёрен восходит к началу XX века, первые систематические исследования провёл французский металлург Жорж Фридель в 1920-х годах. Современное понимание на атомном уровне возникло с появлением электронной микроскопии в 1950-х годах.
Когда два кристалла растут вместе, их атомные решётки не выравниваются идеально. Несоответствие создаёт область, где атомы сжаты, растянуты или отсутствуют. Эта неупорядоченная зона служит барьером для движения дислокаций, поэтому мелкозернистые металлы твёрже. Она также обеспечивает быстрые пути диффузии для атомов, что может быть полезно или вредно в зависимости от применения. В магнитных материалах границы зёрен могут закреплять доменные стенки, влияя на то, насколько легко материал намагничивается.
Инженерия границ зёрен используется для улучшения коррозионной стойкости и прочности металлов в аэрокосмических компонентах, а также для оптимизации характеристик постоянных магнитов.
Некоторые границы зёрен настолько тонки, что один слой атомов может изменить электрическое сопротивление всего материала, что используется в некоторых датчиках.
