無機非金屬材料科學基礎（簡體書）

由于晶界的原子處于不平衡的位置，所以晶界處存在有較多的空位、位錯等缺陷，使得原子沿晶界的擴散比在晶粒內部快，雜質原子也更容易富集于晶界，因而固態相變首先發生于晶界，還使得晶界的熔點比晶粒內部低，并且容易被腐蝕。
在陶瓷材料的生產中，常常利用晶界易于富集雜質的現象，有意識地加入一些雜質到瓷料中，使其集中分布在晶界上，以達到改善陶瓷材料的性能，并為陶瓷材料尋找新用途的目的。例如，在陶瓷生產中，控制晶粒的大小是很重要的，這需要想辦法限制晶粒的長大，特別是防止二次再結晶。在工藝上除了嚴格控制燒成制度，如燒成溫度、冷卻及冷卻方式等外，常常是通過摻雜來加以控制。在剛玉瓷的生產中，可摻入少量的MgO，使之在α—Al2O3晶粒之間的晶界上形成鎂鋁尖晶石薄層，包圍α— Al2O3晶粒，防止晶粒的長大，從而成為細晶結構。
晶界的存在還影響著陶瓷材料的介電性能，因為晶體在外電場的作用下，會發生極化現象。陶瓷材料是一個典型的不均勻的多相系統，晶粒沒有確定取向因而各晶界的介電性能也就不可能相同。在電場的作用下，這些介電性能不同區域內的自由電荷的積聚造成了松弛極化，稱為夾層極化。由于內部電場分布不均勻，有時可能會使一部分介質內部的電場強度達到很高的數值，這現象就稱為高壓極化。夾層極化和高壓極化都是由于介質的不均勻性（如晶界、相界等）所引起的。此外，由于正負離子激活能的區別，在晶界及表面上肖特基缺陷濃度不一樣，而產生某一種符號電荷過量，這種過量電荷也將由相反符號的空間電荷來補償。以上所述的現象都會對材料的介電性能產生較大的影響。
晶界的存在，除對材料的機械性能和介電性能有較大的影響外，還將對晶體中的電子和晶格振動的聲子起散射作用，使得自由電子遷移率降低，對某些性能的傳輸或耦合產生阻力。例如，晶界對機電耦合不利，對光波也會產生反射或散射，從而使材料的應用受到限制。
4.5.3相界面
所謂相，是指物理、化學性質均勻一致的體系。相界面則是指兩相體系之間的分界面。類似于晶界，相界面的存在也同樣影響著材料的物理力學性能。如由晶粒細化有利于提高材料的強度和硬度可以推知，相界面變小和增多，也有利于改善材料的物理力學性能，這也在金屬基、陶瓷基、水泥基和高聚物基復合材料中得到證實。減小和增多相界面，可明顯提高材料的強度和韌性，但是由于組成相界面的各相、化學組成和結構有較大的差異，其性能上的差異要比單相多晶體間的差異大得多，因而在相界面上，界面應力也更加顯著。