Metalurjide tane sınırı dislokasyonları, polikristalin bir malzemedeki dislokasyon ile tane sınırı arasındaki etkileşimi ifade eder. Tane sınırı, çok kristalli bir malzemedeki iki tane veya kristalit arasındaki arayüzdür.

Dislokasyonlar, kristal kafes içinde hareket edebilen ve plastik deformasyona neden olabilen çizgi kusurlarıdır.

Dislokasyonlar tane sınırları ile etkileşime girdiğinde, dislokasyonun yönüne ve sınıra bağlı olarak ya sınırdan geçebilirler ya da onun tarafından absorbe edilebilirler.

Dislokasyonlar ve tane sınırları arasındaki etkileşim, malzemenin mukavemeti ve sünekliği gibi mekanik özelliklerini etkileyebilir.

Elektron mikroskobu ile tane sınırları incelendiğinde; saçaklar ve çeşitli şekillerde çizgiler gözlemlenir. Bunların bazıları tane sınırının kendi yapısındadır. Optik yanılgılar da hesaba katıldığında, bahsedilen çizgi görüntüler, kristal içerisindeki dislokasyonlara benzediğinden tane sınırı dislokasyonları şeklinde isimlendirilirler.

Kristalografi, malzeme bilimi alanında kristal yapıların incelenmesinde kritik bir rol oynamaktadır. Kristallerin iç yapısını anlamak, malzeme özelliklerinin geliştirilmesi ve mühendislik uygulamaları için hayati öneme sahiptir.

Tane Sınırı Nedir?

Kristallerin yapı taşları olan taneler arasındaki sınırlar, tane sınırları olarak adlandırılır. Bu sınırlar, kristal yapı içinde farklı yönlere doğru dizilmiş tane yapıcılar arasındaki geçiş bölgeleridir. Tane sınırları, kristal yapı içindeki anomali ve değişimleri anlamak için önemli bir kaynaktır.

Dislokasyonlar, kristal yapı içindeki kusurlar veya deformasyonlar olarak tanımlanır.

Tane sınırı dislokasyonları, tane sınırlarında bulunan ve kristal yapıdaki deformasyonları temsil eden özel dislokasyonlardır. Bu dislokasyonlar, malzemenin mekanik özelliklerini etkileyebilir ve mühendislik uygulamalarında önemli bir faktör olabilir.

Kristalin Gizli Dünyası : Tane Sınırı Dislokasyonları

Tane sınırı dislokasyonlarının iki şekli vardır;

1. Kesişme Dislokasyonları:
   Birim hücre dislokasyonlarının kristal içerisinde tane sınırına hareket etmesiyle, tane sınırı yüzeyinde bir dislokasyon oluşur. Buna kesişme dislokasyonu denir.Bunlar paralel saçakların durumunu bozar, girinti ve çıkıntı şekiller oluştururlar. Tane sınırı yüzeyinde rastlantısal oluşmuş yapılardır ve tane sınırının denge durumuyla ilgisi yoktur.Böylelikle tane sınırının denge yapısını oluşturacak bir ısıl işlem ile bir ısıl işlem ile yok edilebilirler.
2. Yapısal Dislokasyonlar:Tane sınırının yapı elemanları içinde olan dislokasyonlar küçük açılı ya da büyük açılı olma durumuna göre iki grupta incelenirler.
   • Küçük açılı tane sınırı dislokasyonları:
     Birbirine aynı olan iki tane arasındaki sınır, küçük oryantasyon farklılığından oluşan sınıra alt tane sınırı denir.Alt sınır da her iki kristalin içerisinde oluşabilecek dislokasyonların oluşturduğu dislokasyonlar duvarından meydana gelir.Yapay olarak hazırlanan bir alt sınırdaki dislokasyonlar, bir duvar oluşturmamışsa kararlı durumda değillerdir.Bu tip sınır; Burger vektörü 001 yönüne paralel dislokasyonlarının bir duvarından oluşmuştur ki, kristal içerisinde görülmezler.Aynı durum Burger vektörü iki 011 tip yöne dik durumda iki vida diskolasyonundan oluşmuş sınır için de geçerlidir.
   • Büyük açılı tane sınırı dislokasyonları:
     Taneler içerisinde aynı kafes düzlemleri arasındaki açı 2° den büyük olduğunda büyük açılı tane sınırı olarak adlandırılırlar ve matematiksel modellerle açıklanmaktadırlar.Aslında büyük açılı tane sınırlarının yapısı karışıktır. Sınır bölgesinde komşu iki atomun çevreleri aynı değildir ve tüm yapı kısa aralıklı devamsızlıkla oluşmuştur.Hatta elektron mikroskobunda, belirli bir devamsızlık hattının görülebilmesi çoğu zaman mümkün olmamaktadır.

Tane sınırı dislokasyonları, kristal yapı içindeki önemli kusurlardır ve malzeme bilimi açısından büyük bir öneme sahiptirler. Elektron mikroskobu ile gerçekleştirilen incelemeler, bu dislokasyonların doğasını anlamamıza yardımcı olmaktadır. Bu konu üzerine yapılan araştırmalar, malzeme mühendisliği alanında yeni gelişmeler ve uygulamaların kapılarını açabilir.

Kristalografi ve malzeme bilimi alanındaki ilerlemeler, endüstriyel ve teknolojik yeniliklerin temelini oluşturmaktadır.