Dislokaatioilla

Dislokaatio on lineaarinen kiteen epäjatkuvuus, jossa osa atomijärjestyksestä on poikkeavassa asemassa. Ne ovat keskeisiä mekanismeja plastisessa muodonmuutoksessa ja vaikuttavat materiaalin lujuuteen, sitkeyteen ja kestävyyteen.

Dislokaatioita on useita päätyyppejä. Reuna-dislokaatio muodostuu, kun ylimääräinen puolikantinen atomiryhmä päättyy kiteeseen; Burgers-vektori on kohtisuorassa johtolinjaan nähden. Kierre-dislokaatio syntyy, kun rakenteessa esiintyy kiertymää, jolloin Burgers-vektori on rinnakkainen johtolinjaan. Yhdistelmädislokaatio sisältää sekä reuna- että kierrepiirteitä.

Liike: Dislokaatio etenee pääasiassa glidin kautta slip-järjestelmissä, mikä mahdollistaa plastisen muodonmuutoksen pienillä voiman määrillä. Korkeammissa lämpötiloissa dislokaatio voi kiivetä (climb) diffuusion avulla, jolloin se voi liikkua vastavalmistuvia kiinnikkeitä vastaan.

Dislokaatioiden tiheydellä on keskeinen rooli materiaalin lujuudessa. Dislokaatioiden vuorovaikutukset muodostavat verkkoja, jotka estävät lisäliikettä ja johtavat work hardening -ilmiöön. Pienemmät rakeet ja suurempi tiheys voivat parantaa lujuutta, mutta heikentää ductiliteettia. Hall-Petch-suhteen mukaan lujuus kasvaa, kun kidekoko pienenee.

Dislokaatioita voidaan tutkia esimerkiksi TEM:llä (transmission electron microscopy) sekä muilla menetelmillä kuten XRD:llä ja metallografialla. Niiden hallinta ja ymmärrys ovat keskeisiä metallurgiassa ja materiaalitekniikassa, erityisesti muovauksen, lämpökäsittelyn ja kulutuksen suunnittelussa.