Un campo de tensiones es la distribución de fuerzas internas en un cuerpo que equilibran un conjunto determinado de fuerzas externas. Los campos de tensión se utilizan ampliamente en dinámica de fluidos y ciencia de materiales . Considere que uno puede imaginarse los campos de tensión como la tensión creada al agregar un semiplano adicional de átomos a un cristal . Los enlaces están claramente estirados alrededor del lugar de la dislocación y este estiramiento hace que se forme el campo de tensión. Los enlaces atómicos cada vez más alejados del centro de dislocación se estiran cada vez menos, razón por la cual el campo de tensión se disipa a medida que aumenta la distancia desde el centro de dislocación. Cada dislocación dentro del material tiene un campo de tensión asociado. La creación de estos campos de tensión es el resultado de que el material intenta disipar la energía mecánica que se ejerce sobre el material. Por convención, estas dislocaciones se denominan positivas o negativas dependiendo de si el campo de tensiones de la dislocación es mayoritariamente de compresión o de tracción.
Al modelar las dislocaciones y sus campos de tensión como cargas positivas ( campo de compresión ) o negativas ( campo de tracción ), podemos comprender cómo las dislocaciones interactúan entre sí en la red. Si dos campos iguales entran en contacto, se repelerán entre sí. Por el contrario, si dos cargas opuestas entran en contacto, se atraerán entre sí. Estas dos interacciones fortalecerán el material de diferentes maneras. Si dos campos con carga equivalente entran en contacto y están confinados a una región particular, se necesita una fuerza excesiva para superar las fuerzas repulsivas necesarias para provocar el movimiento de la dislocación uno sobre el otro. Si dos campos con cargas opuestas entran en contacto, se fusionarán para formar un jogging. Un avance puede modelarse como un pozo potencial que atrapa dislocaciones. Por tanto, se necesita una fuerza excesiva para separar las dislocaciones. Dado que el movimiento de dislocación es el mecanismo principal detrás de la deformación plástica, aumentar la tensión requerida para mover las dislocaciones aumenta directamente el límite elástico del material.
La teoría de los campos de tensiones se puede aplicar a diversos mecanismos de fortalecimiento de materiales. Los campos de tensión se pueden crear agregando átomos de diferentes tamaños a la red (fortalecimiento del soluto). Si se agrega un átomo más pequeño a la red, se crea un campo de tensión de tracción. Los enlaces atómicos son más largos debido al radio más pequeño del átomo de soluto. De manera similar, si se agrega un átomo más grande a la red, se crea un campo de tensión de compresión. Los enlaces atómicos son más cortos debido al mayor radio del átomo de soluto. Los campos de tensión creados al agregar átomos de soluto forman la base del proceso de fortalecimiento del material que ocurre en las aleaciones .