Представление о дислокациях или одномерных линейных дефектах привело к более полному пониманию физического поведения кристаллов и их свойств и обеспечило разработку основных принципов для получения кристаллов высокой степени совершенства.
Предположение о существовании дислокаций было впервые высказано Г.И. Тейлором (1934) для объяснения поведения кристаллов при пластической деформации.
Когда внешняя сила (при растяжении, сжатии или сдвиге) действует на кристалл (при данной температуре), то последний в зависимости от величины приложенной силы будет деформироваться упруго или пластически. В случае упругой деформации внешние силы вызывают небольшие смещения атомов от равновесных положений.
Когда сила перестает действовать, кристалл принимает первоначальную форму. Однако, когда на кристалл действуют большие напряжения, кристалл деформируется пластически по механизму скольжения. Начало скольжения соответствует моменту, в который действующая сила (или сдвиговое напряжение) достигает определенной величины, практически постоянной для данного материала. Это напряжение называют критическим напряжением сдвига.
Скольжение происходит по определенным кристаллографическим плоскостям и направлениям, которые для кристаллов разных классов симметрии различны. Как замечено, они совпадают с плоскостями и направлениями, имеющими наиболее плотную упаковку атомов. Кристаллографическая ориентация в скользящих частях кристалла при этом не изменяется, и в плоскостях скольжения сохраняется кристаллическое строение.
Теоретически вычисленная прочность кристалла на сдвиг оказалась на несколько порядков больше, чем полученная при деформации реальных кристаллов. Эта аномалия привела к заключению о том, что существуют источники механической «слабины» внутри и на поверхности реальных кристаллов, благодаря которым скольжение начинается при очень низких напряжениях. Далее скольжение от этих источников развивается вширь по определенным плоскостям скольжения с конечной скоростью. Границу, которая определяет область кристалла, подвергнутую скольжению, от области, в которой сдвиг еще не начался, называют дислокацией.
Отличительной особенностью пластической деформации кристаллов является то, что деформация начинается тогда, когда внешнее напряжение достигает предела текучести в той плоскости и в том направлении, в котором осуществляется деформация. Внешняя сила, соответствующая этому моменту, называется силой Пайерлса. Отличительной особенностью пластической деформации кристалла является ее анизотропия. Кристалл деформируется не по направлению действующей силы, а только в определенных кристаллографических плоскостях, зависящих от структуры кристалла. Направление скольжения и плоскость скольжения вместе составляют систему скольжения. Для гранецентрированных кристаллов это плоскость {111} и направления á110ñ.