Korngrenser er grensesnitt der krystaller med forskjellige retninger møtes. En korngrense er et enfasegrensesnitt, med krystaller på hver side av grensen som er identiske bortsett fra i retning. Begrepet «krystallittgrense» brukes noen ganger, men sjelden,. Korngrenseområder inneholder de atomene som er blitt forstyrret fra deres opprinnelige gittersteder, forvridninger og urenheter som har migrert til den nedre energikorngrensen.
Behandling av en korngrense geometrisk som et grensesnitt for en enkelt krystallskåret i to deler, hvorav den ene er rotert, ser vi at det er fem variabler som kreves for å definere en korngrense. De to første tallene kommer fra enhetsvektoren som spesifiserer en rotasjonsakse. Det tredje tallet angir kornets rotasjonsvinkel. De to siste tallene spesifiserer korngrensens plan (eller en enhetsvektor som er normal for dette planet).
Korngrenser forstyrrer bevegelsen av forskyvninger gjennom et materiale. Forplantningsforplantning hindres på grunn av spenningsfeltet til korngrensedefektområdet og mangelen på glideplaner og gliretninger og generell justering over grensene. Å redusere kornstørrelsen er derfor en vanlig måte å forbedre styrken på, ofte uten seighet i seighet, fordi de mindre kornene skaper flere hindringer per enhet av glideplan. Dette krystallitt størrelse-styrke forholdet er gitt av Hall-Petch forholdet. Den høye grenseenergien og relativt svake bindingen i korngrenser gjør dem til foretrukne steder for korrosjon og for utfelling av nye faser fra det faste stoffet.
Korngrensemigrasjon spiller en viktig rolle i mange av mekanismene. av kryp. Korngrensemigrasjon oppstår når en skjærspenning virker på korngrenseplanet og får kornene til å gli. Dette betyr at finkornede materialer faktisk har dårlig motstand mot krypning i forhold til grovere korn, spesielt ved høye temperaturer, fordi mindre korn inneholder flere atomer i korngrensesteder. Korngrenser forårsaker også deformasjon ved at de er kilder og synker av punktfeil. Hulrom i et materiale har en tendens til å samle seg i en korngrense, og hvis dette skjer i kritisk grad, kan materialet sprekke.
Under korngrensemigrasjon avhenger hastighetsbestemmende trinn av vinkelen mellom to tilstøtende korn. . I en liten vinkelforskyvningsgrense avhenger migrasjonsfrekvensen av ledig diffusjon mellom dislokasjoner. I en grense med høy vinkelforskyvning avhenger dette av atomtransporten ved enkelt atomhopp fra krymping til voksende korn.
Korngrenser er generelt bare noen få nanometer brede. I vanlige materialer er krystallitter store nok til at korngrenser utgjør en liten brøkdel av materialet. Imidlertid er veldig små kornstørrelser oppnåelige. I nanokrystallinske faste stoffer blir korngrenser en betydelig volumfraksjon av materialet, med store effekter på slike egenskaper som diffusjon og plastisitet. I grensen for små krystallitter, når volumfraksjonen av korngrenser nærmer seg 100%, slutter materialet å ha hvilken som helst krystallinsk karakter, og blir dermed et amorft fast stoff.
Korngrenser er også til stede i magnetiske domener i magnetiske materialer. En datamaskinharddisk, for eksempel, er laget av et hardt ferromagnetisk materiale som inneholder områder av atomer hvis magnetiske øyeblikk kan omstilles av et induktivt hode. Magnetiseringen varierer fra region til region, og feiljusteringen mellom disse regionene danner grenser som er nøkkelen til datalagring. Det induktive hodet måler orienteringen til de magnetiske momentene i disse domeneregionene og leser opp enten «1» eller «0». Disse bitene er dataene som leses. Kornstørrelse er viktig i denne teknologien fordi den begrenser antall biter som kan passe på en harddisk. Jo mindre kornstørrelsene er, desto mer data som kan lagres.
På grunn av farene ved korngrenser i visse materialer som superlegerte turbinblader, ble det gjort store teknologiske sprang for å minimere effekten så mye som mulig. av korngrenser i bladene. Resultatet var retningsbestemt størkningsprosess der korngrenser ble eliminert ved å produsere søylekornstrukturer justert parallelt med bladets akse, siden dette vanligvis er retningen for maksimal strekkbelastning som følges av et blad under dets rotasjon i et fly. De resulterende turbinbladene besto av et enkelt korn, noe som forbedret påliteligheten.
Generelt kan polykrystaller ikke overopphetes; de vil smelte umiddelbart når de er brakt til en høy nok temperatur.Dette er fordi korngrensene er amorfe, og fungerer som kjernepunkter for væskefasen. Derimot, hvis ingen fast kjerne er tilstede når en væske avkjøles, har den en tendens til å bli superkjølt. Siden dette er uønsket for mekaniske materialer, tar legeringsdesignere ofte skritt mot det (ved kornraffinering).