Mikrorakenteet

Mikrorakenteet viittaavat materiaalin rakenteeseen, joka voidaan tarkastella mikroskooppisella tasolla, tyypillisesti alle noin yhden mikrometrin mittakaavassa. Ne muodostuvat kiteisten rakeiden, rakeiden rajojen, toisenlaisista faaseista sekä mikroskooppisista epäjatkavuuksista kuten dislokaatioista ja epäjaloista, joita materiaalin käsittelytavat ja olosuhteet voivat muuttaa. Mikrorakenteet ovat yleisiä polykristallisia materiaaleissa kuten metallit, keraamit ja komposiitit, ja niiden muodostukseen vaikuttavat sekoitus, lämpökäsittely, muotoilu sekä jäähdytysvauhti.

Keskeisiä mikrorakenteen piirteitä ovat rakeiden koko ja muoto, rakeiden rajat sekä faasijakauma ja -ominaisuudet. Faasien esiintyminen, esimerkiksi kovia ja pehmeitä vaiheita tai epäjaloja forsa, määrää, miten materiaali käyttäytyy kuormituksen alla. Esimerkiksi teräksissä erilaiset mikrorakenteet kuten pearlite, martensiitti, bainite tai sferoidinen sementointi johtavat erilaisiin mekaanisiin ominaisuuksiin. Myös epäjatkavuudet ja epäjalojen pitoisuus vaikuttavat lujuuteen, sitkeyteen ja kulutuskestävyyteen.

Tutkimusmenetelmät mikrorakenteen arvioimiseksi sisältävät näytteen valmistuksen (hiominen, kiillotus ja syövytys), optisen mikroskopian sekä elektronimikroskopian sovellukset kuten SEM ja EBSD. Röntgendiffraatiossa voidaan tutkia faasien määrää ja jaksottumaa sekä mittausten epäjatkavuuksia. Mikrorakenteen tunteminen on keskeinen osa materiaalien suunnittelua, tuoteturvallisuutta ja suorituskyvyn arviointia.