Stressfält
Ett spänningsfält är fördelningen av inre krafter i en kropp som balanserar en given uppsättning yttre krafter. Stressfält används i stor utsträckning inom vätskedynamik och materialvetenskap . Tänk på att man kan föreställa sig stressfälten som den stress som skapas genom att lägga till ett extra halvplan av atomer till en kristall . Bindningarna är tydligt sträckta runt platsen för dislokationen och denna sträckning gör att stressfältet bildas. Atombindningar längre och längre bort från dislokationscentrum sträcks mindre och mindre, varför spänningsfältet försvinner när avståndet från dislokationscentrumet ökar. Varje dislokation i materialet har ett spänningsfält associerat med sig. Skapandet av dessa spänningsfält är ett resultat av att materialet försöker avleda mekanisk energi som utövas på materialet. Enligt konventionen är dessa dislokationer märkta som antingen positiva eller negativa beroende på om dislokationens spänningsfält är mestadels kompressivt eller drag.
Genom att modellera dislokationer och deras spänningsfält som antingen positiva ( kompressionsfält ) eller negativa ( dragfält ) laddningar kan vi förstå hur dislokationer interagerar med varandra i gittret. Om två lika fält kommer i kontakt med varandra kommer de att stötas bort av varandra. Å andra sidan, om två motsatta laddningar kommer i kontakt med varandra kommer de att attraheras av varandra. Dessa två interaktioner kommer båda att stärka materialet på olika sätt. Om två ekvivalent laddade fält kommer i kontakt och är begränsade till en viss region, behövs överdriven kraft för att övervinna de repulsiva krafter som behövs för att framkalla dislokationsrörelse förbi varandra. Om två motsatt laddade fält kommer i kontakt med varandra kommer de att smälta samman och bilda en joggingtur. En joggingtur kan modelleras som en potentiell brunn som fångar upp dislokationer. Alltför stor kraft behövs för att tvinga isär dislokationerna. Eftersom dislokationsrörelse är den primära mekanismen bakom plastisk deformation, ökar spänningen som krävs för att flytta dislokationer direkt materialets sträckgräns.
Teorin om spänningsfält kan appliceras på olika förstärkningsmekanismer för material. Spänningsfält kan skapas genom att lägga till olika stora atomer till gittret (förstärkning av lösta ämnen). Om en mindre atom adderas till gittret skapas ett dragspänningsfält. Atombindningarna är längre på grund av den lösta atomens mindre radie. På liknande sätt, om en större atom läggs till gittret skapas ett tryckspänningsfält. Atombindningarna är kortare på grund av den lösta atomens större radie. De spänningsfält som skapas genom att lägga till lösta atomer utgör grunden för den materialförstärkningsprocess som sker i legeringar .
Vidare läsning
- Arno Zang, Ove Stephansson, Stress Field of the Earth's Crust , Springer, 2010. Kapitel 1, Inledning, sid 1
