נקע (הנדסה)

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
תצלום של נקעים בתוך גביש פלדה, הנעשה בעזרת מיקרוסקופ אלקטרוני חודר

בהנדסת חומרים, נקעאנגלית Dislocation) הוא סוג של פגם במבנה הגבישי של חומר. נוכחות וכמות הנקעים בחומר משפיעה על תכונותיו, וניתן להסביר את תהליך הדפורמציה הפלסטית בעזרת תנועת נקעים בתוך החומר. התאוריה של נקעים פותחה בשנת 1905 על ידי ויטו וולטרה.

תיאור סכמתי של נקע קצה. וקטור בורגרס מסומן בשחור, קו הנקע מסומן בכחול

כדי להבין את הגאומטריה של נקע, נשתמש במודל התלת-ממדי של המבנה המסודר של גביש, כאשר האטומים מיוצגים בעזרת כדורים. נפשט את המודל עוד יותר, ונעסוק במישורים של אטומים במקום באטומים בודדים. גאומטרית, הנקע מאופיין בעזרת קו נקע, העובר לאורך המישור הגורם לעיוות בחומר, ווקטור בורגרס, המסמן את גודל ואת כיוון ההתקדמות של העיוות. מבדילים בין שני סוגים עיקריים של נקעים - נקע קצה ונקע בורגי, כאשר מרבית הנקעים הנצפים הם מסוג מעורב, כלומר בעלי המאפיינים של שני הסוגים.

נקע קצה (באנגלית Edge dislocation) נוצר במקרה של הוספת חצי מישור עודף של אטומים לתוך מבנה הגביש, כאשר הוא גורם לעיוות מקומים של המישורים האטומיים מסביבו. במקרה של הפעלת לחץ, המישור העודף יתקדם דרך מישורי הגביש, כאשר הוא יוצר ומנתק קשרים עם מישורים אלה, עד שיגיע לגבול הגרעין. וקטור בורגס בסוג זה של נקע מאונך לקו הנקע, וניתן להגדיר גם מישור החלקה - מישור המאונך למישור העודף, כך שבהתקדמותו המישור העודף זז על גבי מישור זה.

התמונה הימנית התחתונה מדגימה נקע בורגי

במקרה של נקע בורגי (Screw dislocation), נדמיין מצב בו הפרדנו חצי דרך את מישורי הגביש, והזזנו אותם אחד ביחס לשני במקרה כזה, לאורך קו הנקע נוצר מבנה דמוי בורג, מכאן שם הנקע. במקרה זה, וקטור בורגרס מקביל לקו נקע.