什么是孪晶？孪晶是怎样形成的？

孪晶是指两个晶体(或一个晶体的两部分)沿一个公共晶面(即特定取向关系)构成镜面对称的位向关系，这两个晶体就称为"孪晶"，此公共晶面就称孪晶面。

孪晶界可分为两类，共格孪晶界和非共格孪晶界，如下图所示。

面心立方晶体的孪晶关系（a）和非共格孪晶界（b）

共格孪晶界就是孪晶面。在孪晶面上的原子同时位于两个晶体点阵的结点上，为两个晶体所共有，属于自然地完全匹配是无畸变的完全共格晶面，它的界面能很低，约为普通晶界界面能的1/10，很稳定，在显微镜下呈直线，这种孪晶界较为常见。

如果孪晶界相对于孪晶面旋转一角度，即可得到另一种孪晶界--非共格孪晶界。此时，孪晶界上只有部分原子为两部分晶体所共有，因而原子错排较严重，这种孪晶界的能量相对较高，约为普通晶界的1/2。

孪晶的形成与堆垛层错有密切关系。依孪晶形成原因的不同，可分为"形变孪晶"、"生长孪晶"和"退火孪晶"等。正因为孪晶与层错能密切相关，一般层错能高的晶体不易产生孪晶。

孪晶可以在形变过程形成，可以在晶体生长时形成（如自然孪晶），也可以在退火及相变过程形成。形变孪晶与退火孪晶在本质上没有区别，都取决于晶体结构和层错能的大小。但是孪生过程完全不同。

对于形变孪晶是当滑移受阻碍时，才在应力集中处萌发孪晶，其均匀切变是不全位错运动形成，可以用位错的极轴机制进行解释。

对于退火孪晶一般是在一些中等和低层错能的面心立方金属（例如铜族金属及其固溶体、铅以及奥氏体不锈钢等）、很多金属间化合物和陶瓷材料中、某些体心立方合金中出现退火孪晶。其出现由于再结晶过程中界面迁移要求总界面能减少，由于层错的存在，在三叉晶界处以层错为核形成片状孪晶，虽然界面数量增多，但是半共格的孪晶界降低了整体能量，退火孪晶出现有其特别性。

至于消失，对于形变孪晶，被再结晶晶粒吞吃或合并；退火孪晶一般很难消失，可以让其充分成长吞并周围组织，很难做到。

TEM如何确认孪晶呢？

孪晶从形貌上来看，一般含平直线。但是值得注意的是，形貌上相似的不一定都是孪晶哦！

表征思路通常为：通过平直线的形貌特征进行初步判断，进而通过衍射花样进一步佐证。但不是所有衍射都可以，一般要有包含孪晶密排面的衍射，还要非对称式的，方便判断夹角。

审核编辑：汤梓红