單晶和同材質的多晶體材料相比性能能提升多少？
一直聽說飛機發動機的關鍵技術之一是單晶葉片，但是不知道化學成分相同的情況下，單晶可以帶來多少性能提升？
其實想問這個問題是因為看到在一個回答里說古時的名劍性能已經接近極限，現在的技術也提升不了多少。而我想知道用單晶葉片的技術造一把劍，會帶來壓倒性的優勢嗎？
2015-07-05
所謂單晶就是一個零件由一個晶粒組成。單晶體在力學強度上要比同物質的多晶體高出許多倍。合金液澆人熔模殼型後，在結晶器表面不可避免地會形成細晶粒區。然後在相互競爭中，擇優生長出一批柱狀晶。生產單晶鑄件的關鍵是利用柱狀晶生長過程中的競爭和淘汰，最終在鑄件本體中保留一個柱狀晶晶粒。為了加速選晶過程，可以在鑄件本體下部，靠近水冷結晶處安置一個「空腔」，作為柱晶競爭生長的場地，這種方法稱為「自生籽晶法」。這種方法與所謂「植入籽晶」法相比，不需要預先製備籽晶，使工藝比較簡單。因此，這種選晶法在國內外單晶葉片生產時被廣泛採用。
由一個柱狀晶構成的鑄件稱為單晶或准單晶鑄件。由於它不存在晶界，沒有晶界強化元素，因而具有良好的持久壽命，低的蠕變速度和好的熱疲勞性能，並且由於產生偏析的晶界被排除，從而使抗氧化、抗熱腐蝕性能大大提高。單晶鑄件用於航空渦輪發動機熱端零件製造，在性能上無疑優於柱狀晶和用普通鑄造方法得到的鑄件。
普通鑄造高溫合金葉片由等軸晶組成，柱晶葉片縱向柱晶貫穿，而單晶葉片是由一顆大晶粒構成。單晶的拉伸塑性在所有溫度下都比較優越，柱狀晶的瞬時拉伸強度隨著溫度升高而提高，有數據顯示在 760℃ 附近達最高值，超過 800℃ 時，迅速降低，在 760℃ 附近柱狀晶拉伸強度比等軸晶高出 100MPa，在 760℃ 附近出現拉伸塑性的最低值。
跟材料所處的環境有關。在高溫下，晶界是薄弱環節，為了提高材料高溫強度，採用定向凝固消除晶界，可以提高其蠕變持久性能。單晶葉片即是如此。對於常用的鎳基單晶渦輪葉片，內部雖然無晶界，但是有共格相界面，進一步強化合金性能。對於多晶合金，在溫度較低的部位使用，並且其最急需的要求指標並不是持久性能，而是疲勞、裂紋擴展速率等指標要求，細小的多晶結構對上述性能卻是有利的，例如渦輪盤材料。對於葉片來說，單晶對性能有較大提升，且代次之間也就高30攝氏度左右，對於盤件，就是細小的多晶為好。兩者各司其職，也不算很衝突。單晶的劍的話…………劍肯定是在常溫下使用吧…………晶界還是強化的部位…………肯定沒多晶的好！ 而且使用過程免不了各種方式的受力，不可能是離心方式使劍…………而且那麼薄........估計也是脆的很
單晶的劍，在滑移面上會不會磕一下就斷啦。。。
通常，因為晶界對位錯運動的阻礙，多晶體具有更高的強度（Hall-Petch公式）。隨著溫度提高，晶界的強度隨溫度下降比晶粒強度下降要快。當達到等強溫度的時候，兩者強度相同。等強溫度通常是熔點的0.5-0.6倍（開氏溫度）。單晶消除了晶界，在高溫下具有更好的強度。單晶的劍還是算了，常溫下不如多晶的，各向異性也會導致特定方向上強度低，成本也很高
謝邀。單晶在這裡的好處應該是疲勞強度和高溫蠕變方面有優勢，但是定量的答案我給不出。至於刀劍性能無法提升那個我也看到過，原文的前提是在現今製造技術沒有本質變化（冶煉-鍛造）。如果用單晶的話製造技術恐怕是有些變化了。但是這樣可行性不高啊，首先成本問題擺那兒，單晶鑄造的成本提升是可觀的; 其次性能有缺陷，單晶在各個方向上的性能是不同的，也就是在擊打過程中如果碰上一個合適角度也許就輕輕滑成兩半了，葉片估計不用考慮這個問題吧
這個單晶不是只有一個晶粒吧
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