Solute effects in grain boundary engineering

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Abstract
One of the most commonly overlooked parameters in grain boundary engineering initiatives is solute-interface interactions involving solute concentrations typically in the ppm range. In this work, experimental evidence is presented that demonstrates the significant effect of such interactions upon (1) the specific properties desired of “special” grain boundaries (e.g. resistance to corrosion) and (2) the resultant grain boundary character distribution following materials processing. Regarding the latter, it is shown how solute-grain boundary interactions impact significantly on the delicate balance of geometric (crystallographic), energetic, and kinetic influences, which ultimately dictates the grain boundary character distribution of engineered materials. Résumé Un des paramètres les plus négligés dans les initiatives du génie desjoints de grains est l'interaction interface-soluté impliquant des concentrations de soluté typiquement de l'ordre du ppm. Dans cette recherche, les résultats expérimentaux présentés démontrent l'effet significatif de telles interactions sur (1) les propriétés spécifiques désirées sur des joints de grains “spéciaux” (par exemple, la résistance à la corrosion) et (2) la distribution des caracteres de joints de grains obtenus après fabrication des matériaux. Pour ce dernier point, on démontre que l'interaction entre le soluté et les joints de grains a un impact significatif sur l'équililibre délicat entre l'influence géométrique (cristallographique), énergétique et cinétique, qui dicte finalement la distribution des caractères des joints de grains pour les matériaux d'ingéniérie.

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