Mikrostruktuuria

Mikrostruktuuri viittaa materiaalin rakennetta sen mikrometrien mittakaavassa. Siihen kuuluvat rakeiden koko ja muoto sekä niiden rajat, faasien jakauma ja mahdolliset epäpuhtaudet sekä lisäfaasit. Mikrostruktuuri syntyy materiaalin koostumuksesta ja valmistusprosesseista, ja se vaikuttaa olennaisesti siihen, miten materiaali käyttäytyy käytännössä.

Metallit voivat olla monifaasisisia tai yksifaasisia mikrostruktuuriltaan. Esimerkiksi teräksissä rakeiden koko ja faasien koostumus määräytyvät jäähdytysnopeuden ja lämpökäsittelyjen kautta. Nopeampi jäähdytys voi edistää kovempaa mikrostruktuuria kuten martensiittia, kun taas hitaampi jäähdytys suosii pehareita tai bainitea. Lämpökäsittelyt kuten annealing, normalisointi, karkaisu ja temperointi sekä työstö vaikuttavat mikrorakenteeseen ja siten materiaalin suorituskykyyn.

Keraamit ja polymeerit voivat ilmentää erilaisia mikrostruktuureja, kuten kidekiteitä ja amorfisuutta, joiden välinen ero vaikuttaa iskunkestävyyteen, lämmönjohtavuuteen ja muuhun käyttäytymiseen. Komposiitit voivat yhdistellä eri mikrorakenteita ja siten tarjota suunniteltuja ominaisuuksia.

Käytännön tutkimuksessa mikrostruktuuria tutkitaan metallografian ja erilaisten mikroskoppien avulla. Näytteen valmistus, happopesu ja mikroskooppinen tarkastelu sekä kuvianalyysi antavat tietoa rakeiden koosta, faasijakaumasta ja tekstuurista. Tekniikoita kuten valomikroskopia, elektronimikroskopia sekä EBSD ja X-ray diffraction tukevat rakenteen karakterisointia.