dislocatiegedreven

Dislocatiegedreven is een term uit de materialenleer die verwijst naar plastische vervorming in kristallijne vaste stoffen die primair wordt bepaald door de beweging en interactie van dislocaties. Dislocaties zijn lineaire defecten in het kristalrooster die fungeren als dragers van plastische vervorming; rand- en schroefdislocaties spelen hierin een centrale rol.

Bij belasting bewegen dislocaties langs slipvlakken, gedreven door de schuifspanning volgens Schmid’s wet. Dislocaties kunnen ook klimmen door diffusie bij hogere temperaturen. Ze kunnen zich vermenigvuldigen via mechanismen zoals de Frank–Read bron en vormen netwerken die obstakels vormen voor verdere beweging, wat leidt tot werkverharding.

De ophoping van dislocaties en hun netwerken bepalen de macroscopische respons. Op nano- en micro­schaal tonen dislocatiegedreven mechanismen sterke grootte-afhankelijke eigenschappen; materialen vertonen vaak hogere sterkte en soms beperkte ductiliteit vanwege gereduceerde dislocatie-activiteit, onder invloed van hall-pitch-achtige effecten.

Modellering gebeurt via discrete dislocatiedynamica (DDD) en crystal plasticity-finite-elementmodellen (CPFEM), die bewegingen en interacties van dislocaties koppelen aan de macroscopic constitutieve respons.

Experimenten zoals transmission-elektronenmicroscopie en in-situ mechanische tests leveren beeld van dislocatietopologie en werkverharding. Het concept is relevant voor metalen en kristallijne halfgeleiders en wordt toegepast bij ontwerp van materialen met hogere sterkte en gewenste ductiliteit.