Un campo de tensión es la distribución de fuerzas internas en un cuerpo que equilibran un conjunto dado de fuerzas externas. Los campos de tensión se utilizan ampliamente en dinámica de fluidos y ciencia de los materiales . Considere que uno puede imaginar los campos de tensión como la tensión creada al agregar un semiplano adicional de átomos a un cristal . Los enlaces se estiran claramente alrededor de la ubicación 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, por lo que 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 del material que intenta disipar la energía mecánica que se ejerce sobre el material. Por convención, estas dislocaciones se etiquetan como positivas o negativas dependiendo de si el campo de tensión de la dislocación es principalmente compresivo o de tracción.
Al modelar las dislocaciones y sus campos de tensión como cargas positivas ( campo de compresión ) o negativas ( campo de tracción ), podemos entender cómo interactúan las dislocaciones entre sí en la red. Si dos campos iguales entran en contacto entre sí, se repelerán entre sí. Por otro lado, si dos cargas opuestas entran en contacto entre sí, 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 en una región particular, se necesita una fuerza excesiva para superar las fuerzas repulsivas necesarias para provocar el movimiento de las dislocaciones una sobre la otra. Si dos campos con cargas opuestas entran en contacto entre sí, se fusionarán entre sí para formar un escalón. Un escalón se puede modelar como un pozo de potencial que atrapa las dislocaciones. Por lo tanto, se necesita una fuerza excesiva para separar las dislocaciones. Dado que el movimiento de las dislocaciones es el mecanismo principal detrás de la deformación plástica, aumentar la tensión requerida para mover las dislocaciones aumenta directamente la resistencia a la fluencia del material.
La teoría de los campos de tensión se puede aplicar a varios mecanismos de fortalecimiento de los materiales. Los campos de tensión se pueden crear añadiendo átomos de diferentes tamaños a la red (fortalecimiento del soluto). Si se añade 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 forma similar, si se añade un átomo más grande a la red, se crea un campo de tensión de compresión. Los enlaces atómicos son más cortos debido al radio más grande del átomo de soluto. Los campos de tensión creados mediante la adición de átomos de soluto forman la base del proceso de fortalecimiento del material que se produce en las aleaciones .