Dislokationer

Dislokationer är linjära defekter i kristallgittret där den perfekta ordningen av atomerna bryts längs en linje. De är centrala för plastisk deformation eftersom skjuvspänningar gör att atomplan kan glida relativt varandra längs glidsplan, vilket möjliggör små förskjutningar att ackumuleras till större formändringar utan att hela planet måste flyttas samtidigt. Denna mekanism bidrar till metallers duktilitet och deras förmåga att formas genom bearbetning.

Det finns huvudsakligen två typer av dislokationer: kantdislokationer och skruvdislokationer, samt blandningar som kallas mixed dislokationer. En kantdislokation uppstår när ett extra halvt gitterplan införs i strukturen, vilket skapar en feldistribution av atomer längst dislokationslinjen. En skruvdislokation innebär att atomerna kring dislokationslinjen har vridits i en skruvliknande struktur. Dislokationen har en riktning (dislokationslinjen) och en Burgers-vektor som beskriver hur mycket och i vilken riktning gitterförskjutningen är. Rörelse sker främst genom glid längs specifika glidsplan när spänningen är rätt riktad; vid högre temperaturer kan dislokationen klättra genom diffusion för att övervinna hinder. Produktion av nya dislokationer sker genom källor som Frank–Read-källor, vilket ökar dislokationsdensiteten och därmed arbetsstyrkan.

Dislokationer påverkar materialegenskaper som styrka, duktilitet och hårdhet. Hög dislokationsdensitet ökar plastisk deformabilitet men bidrar samtidigt till arbets hårdning. Observation och studier av dislokationers beteende görs med tekniker som transmissions-elektronmikroskopi (TEM) och röntgendiffraktion, samt genom olika teoretiska och multiskalamuppföljningar i kristallplastiska modeller.