人们对大角度晶界结构的了解不如对小角度晶界的了解那么清楚。大角度晶界的结构比较复杂，不能全用位错模型来描述。为此，人们提出了许多模型来理解大角度晶界的结构。

根据实验，人们观察到在高温下，晶粒沿晶界会产生滑动，即晶界滑动。若晶界滑动与扩散有关，则引起晶粒之间黏滞滑动的局域结构含有某种缺陷。如果这种局域缺陷的结构可看作是独立的“缺陷单元”，则这些“单元”之间具有正常的点阵结构。因此，可以假定晶界由有序和无序区域组成。这有别于Walter Rosenhain提出的非晶结构。随后，过冷液体模型、小岛模型、无序群等模型应运而生。这些模型的基本思想是晶界处的原子，其排列的有序区小、无序区大；而且晶界处原子有一定的活性、其扩散比晶内快。这些模型中，英国物理学家Nevill Francis Mott（1905—1996年）的小岛模型，以及我国金属物理家葛庭燧（1913—2000年）在用内耗方法研究金属晶界时提出的无序群模型是最早提出来的大角度晶界结构原子模型。它们的提出时间在1940年代末期。这两个模型能解释仅含有一两个原子层的晶界，其两侧的晶粒能在高温下做相对滑动。葛庭燧设计的装置被国际同行称为“葛氏扭摆”。他在1947年发现的晶界内耗峰，于1976年被正式命名为“葛峰”。这是我国科学家在晶界结构的探索中做出的重大贡献。

目前，重合位置点阵（Coincident Site Lattice，CSL）是已被广泛认可的一种大角度晶界结构模型。随着计算技术的进步和高分辨率电镜的使用，人们逐渐可以直接获得晶界原子的排列情况。重合位置点阵（重位点阵）最早是由法国矿物学家和晶相学家Georges Friedel（1865—1933年）在1926年提出的，而且是数学格子。但由于他的研究兴趣主要在矿物学而不是冶金学，所以像前面我们提到的冶金学家Walter Rosenhain等可能没有听说过这种概念。1949年以后，这种概念又重新被其他人提了出来，并把原子赋予其中。

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图4.40　晶界的重位点阵模型（虚线AB为晶界的平均位置）

所谓的重位点阵，是指晶界两边晶粒的点阵向对方延伸时，双方的一些原子会有规律地相互重合而形成新点阵。如图4.40所示，晶粒1、2有不同的位向。当它们的点阵在进入对方时，有些阵点产生了重合，图中的实心球表示重合的阵点。这些实心球代表的原子都在晶粒1、2的点阵位置上。然而，这些重合阵点形成的新点阵与晶粒1、2的点阵有所不同。假设晶粒1、2是立方晶体，其最相邻两个原子的距离为a，则最相邻两个实心球原子的距离为a，即重位点阵的点阵常数是原点阵的倍。

在晶界处，两个晶粒的重合阵点越多，则晶界上有更多的原子属于两个晶粒。此时，原子排列的畸变程度小、晶界能低。然而，不同晶体结构具有重合点阵的特殊位向是有限的。因此，重位点阵模型不能解释两晶粒处于任意位向差的晶界结构。