Mikrostruktuuristid

Mikrostruktuuristid on teadlased ja insenerid, kelle peamine töö on materjalide mikrostruktuuride uurimine ning nende mõju makroskoopilistele omadustele. Nad tegelevad metallide, pooljuhtide, polümeeride ning komposiitide, samuti geoloogiliste ja bioloogiliste materjalide mikrostruktuuridega. Mikrostruktuur tähistab terade ja faaside jaotust, võrgustruktuuri, defekte ja tekstuuri, mis kujuneb materjali töötlemisel ja kasutamisel.

Uurimismeetodid hõlmavad mitmesuguseid mikroskoopilisi ja spektroskoopilisi tehnikaid: optiline mikroskoopia, skaneeriv elektronmikroskoopia SEM ja transmissiooniline elektronmikroskoopia TEM, elektronbackscatter diffraction EBSD, röntgendifraktsiooni XRD ning atomprobe-tomograafia (APT). Pildistamist ja kolmemõõtmelist rekonstrueerimist kombineeritakse arvutusliku analüüsiga, mis võimaldab faaside identifitseerimist, terade suuruse ja tekstuuri hindamist ning mikrostruktuuri koostise ja kristallvõre omaduste modelleerimist.

Mikrostruktuuri omadused määravad materjali tugevuse, kõvaduse, sitkuse, kulumiskindluse ja korrosioonikindluse. Need omadused kujunevad terade suuruse ja kujunemise, faaside koostise, tekstuuri ning defektide koosmõjust. Seos mikrostruktuuri ja omaduste vahel juhib materjalide töötlemist, kvaliteedikontrolli ning tulevikus nende arendamist.

Töövaldkonnad ja rakendused hõlmavad ülikoolide ja uurimiskeskuste tööd, tööstuslike uurimuste ja arendustegevusi tootmisettevõtetes ning materjalide kvaliteedihindlust. Mikrostruktuuristid teevad sageli interdistsiplinaarset koostööd mehhaanika, keemia, geoloogia ja tootmissektori spetsialistidega, et arendada uusi materjale ja parandada olemasolevate valmistamise protsesse.

Arengusuunad hõlmavad arvutuslikku materjaliteadust, kus kasutatakse fase-field mudelid, kristallplastilisust ja mikromehaanika meetodeid, ning arendatakse paremaid 3D-pildistamise ja rekonstrueerimise vahendeid. Mikrostruktuuriliste seoste parem mõistmine aitab suunata materjalide disaini vastavalt soovitud omadustele ja töötlusprotsessidele.