dislokaatiosta

Dislokaatiot ovat lineaarisia virheitä kiteen kristallirakenteessa, joissa atomin säännöllinen järjestys on paikallisesti rikkoutunut. Ne ovat keskeisiä plastisen muodonmuutoksen mahdollistajia: ilman dislokaatiota kiteet voisivat murtua herkästi, eivätkä ne pystyisi muovautumaan samalla tavalla jännityksen vaikutuksesta.

Dislokaatioilla on kaksi päämuotoa: reunadislokaatio ja ruuvidislokaatio. Reunadislokaatio syntyy, kun kiteen rakenteeseen liittyy lisä- tai puutosalue, jolloin lineaarinen epäjatkuvuus esiintyy hilan sisällä. Ruuvidislokaatio syntyy, kun hila kiertyy dislokation ympäri. Tyypillisesti useampi dislokaation esiintyminen yhdessä luo monimutkaisemman virherakenteen. Burgersin vektori määrittää kyseisen dislokaation epäjatkuvuuden pituuden ja suunnan, ja se on keskeinen suure geometrisessa tarkastelussa.

Dislokaatioiden liike on tärkeä plastisessa muodonmuutoksessa. Pääasiallinen liike tapahtuu liukumenetelmällä, jossa dislokaation eteneminen tapahtuu tietyillä hilan liukumistasoilla. Korkeammissa lämpötiloissa dislokaation siirtymää voidaan edistää diffuusion kautta, jolloin kutsutaan climb- eli nousevaksi siirtymäksi. Dislokaatiot vaikuttavat myös vuorovaikutuksillaan metallin lujuuteen ja duktiliteettiin; niiden tiheys ja järjestäytyminen määräävät, kuinka helposti materiaali muuttaa muotoaan.

Käytännössä dislokaatioiden ymmärtäminen on olennaista metallien käsittelyssä ja suunnittelussa, kuten terästen, alumiinien ja muiden kiteisten materiaalien mekaanisessa käyttäytymisessä. Tutkimuksessa käytetään muun muassa elektronimikroskopiaa ja röntgendiffuusiota dislokaatioiden tiheyden ja rakenteen kartoitukseen.