転位

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この項目では、材料力学の転位について記述しています。化学反応については「転位反応」をご覧ください。

刃状転位

螺旋転位

転位（てんい：ディスロケーション）は材料力学の用語で、結晶中に含まれる、線状の結晶欠陥のことである。外力等によって、転位近傍の原子が再配置されることによって転位の位置が移動し材料が変形する為、変形に要する力は原子間の結合力から理論的に計算される力よりも小さく金属の硬さ（変形のしにくさ）は転位の動きやすさが決めている。転位が動くことによって、金属等は外力に対して、破壊せずに変形する塑性変形を起こす。

転位には刃状転位（エッジ・ディスロケーション）と、螺旋転位（スクリュー・ディスロケーション）と、2つが混合した混合転位が有る。刃状転位は転位の無い結晶に余分面を無理やり押しこんだ形の結晶欠陥である。螺旋転位は転位線に対して平行に結晶面がずれている物を言う。転位線の周りの原子の不一致の向きをバーガース・ベクトルで表し、刃状転位は転位線とバーガース・ベクトルが垂直で、螺旋転位は転位線とバーガース・ベクトルが平行である。混合転位では転移線とバーガーズ・ベクトルが平行でも垂直でもなく刃状転位と螺旋転位の両方の性質をもっている。

1930年代に材料の理論的剪断強度をエゴン・オロワン(Egon Orowan,1902-1989)が 求めて、

ここでGは剛性率、τ_mはせん断強度である。

転移の移動による変形のイメージ図

実際の金属の剛性率が約20GPaから150 GPaであるのにせん断強度は 0.5MPaから10 MPaにすぎない。オロワンらによって金属の転位の概念が導入された。

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