Dislocations in symmetric high angle [001] tilt boundaries in gold

The structure of high angle tilt boundaries possessing small tilt deviations (i.e., 1 to 2°) from various special high coincidence site density tilt misorientations was studied by transmission electron microscopy. The latter misorientations corresponded to rotations of θc = 22.6, 28.1, 36.9, 53.1, 61.9, 67.4, and 73.7° around [001]. The grain boundary planes were of the symmetric type, and the tilt deviations from the high coincidence site density misorientations were around various axes lying in the grain boundary planes. The boundaries were examined at normal incidence in bicrystals prepared by welding single crystal thin films together face-to-face at predetermined misorientations and also edge-on in polycrystals obtained by the annealing of welded bicrystals initially containing only twist boundaries. Arrays of parallel dislocations were found in a number of boundaries which appeared to be in good agreement with the structures predicted by use of Bollmann's analysis of the geometry of dislocations in high angle grain boundaries. It is therefore concluded that the structure of such high angle boundaries consists of an array of evenly spaced edge dislocations (or possibly close pairs of dislocations in certain cases) running parallel to the tilt deviation axis embedded in the interface corresponding to the nearby high coincidence site density misorientation. It seems likely that such structures exist over wider ranges of misorientation than were investigated experimentally. Die Struktur von Groswinkelkorngrenzen, die geringe Neigungsabweichungen (d. h. 1 bis 2°) von Neigungsfehlorientierungen der Dichte verschiedener spezieller Platze hoher Koinzidenz besitzen, werden mit Transmissionselektronenmikroskopie untersucht. Die genannten Fehlorientierungen entsprechen Rotationen von θc = 22,6; 28,1; 36,9; 53,1; 61,9; 67,4 und 73,7° um [001]. Die Korngrenzenebenen sind vom symmetrischen Typ und die Neigungsabweichungen von Dichtefehlorientierungen von Platzen hoher Koinzidenz liegen um verschiedene Achsen in den Korngrenzenebenen. Die Korngrenzen werden bei senkrechtem Einfall in Bikristallen, die durch Flache-an-Flache-Anschweisen an vorbestimmten Fehlorientierungen einkristalliner Schichten hergestellt wurden und auch “edge-on” in Polykristallen, die durch die Temperung von geschweisten Bikristallen erhalten wurden, die ursprunglich nur aus Schraubenversetzungen gebildete Korngrenzen erhielten, untersucht. Anordnungen von parallelen Versetzungen werden in einer Anzahl Korngrenzen gefunden, die in guter ubereinstimmung mit den Strukturen zu sein scheinen, die mit der Bollmannschen Analyse der Versetzungsgeometrie in Groswinkelkorngrenzen vorhergesagt werden. Es wird deshalb geschlossen, das die Struktur solcher Groswinkelkorngrenzen aus einer Anordnung von gleichmasig entfernten Stufenversetzungen (oder in gewissen Fallen moglicherweise engen Paaren von Versetzungen) bestehen, die parallel zur Achse der Neigungsabweichung in der Grenzflache verlaufen und der benachbarten Dichtefehlorientierung von Platzen hoher Koinzidenz entsprechen. Es scheint wahrscheinlich, das solche Strukturen uber grusere Bereiche der Fehlorientierung existieren, als experimentell untersucht worden sind.