Pintarakenne

Pintarakenne tarkoittaa kappaleen tai materiaalin pinnalle tyypillistä rakennetta ja koostumusta, joka ulottuu pinnan yläkerroksista muutamaan mikrometriin. Se kattaa pinnan topografian (kuoppia, uurteita ja huippuja) sekä mahdolliset kemiallisen koostumuksen ja kerroksellisuuden muutokset, kuten pinnoitteet ja monikerroksiset rakenteet. Pintarakenne eroaa kappaleen sisäisestä, makro- tai mikrostruktuurista, joka on suurempi kokonaisrakenne.

Pintarakenne vaikuttaa huomattavasti moniin ominaisuuksiin. Karkeammat pinnat voivat lisätä kitkaa ja kulumaa, kun taas sileät pinnat voivat parantaa liuku- ja energiatehokkuutta. Pinnan kemiallinen koostumus sekä kerrosten olemassaolo vaikuttavat korroosiosuojaan, kulumisvastuuseen ja ympäristön aiheuttamiin muutoksiin. Optiset ominaisuudet, kuten heijastuskyky ja väri, sekä tarttuvuus ja liimauskyky, voivat myös riippua pinnan rakenteesta.

Pintarakenne muodostuu sekä valmistusvaiheissa että käytön aikana tapahtuvien muokkausten kautta. Hionta, karhennus, kiillotus ja erilaiset pintakäsittelyt muokkaavat topografiaa, kun taas pinnoitteet ja kerrokselliset rakenteet muuttavat kemiallista koostumusta pinnalla. Ympäristötekijät, kuten lämpö, kosteus ja syöpyminen, voivat muokata pintarakennetta ajan myötä.

Tutkimuksessa pintarakenne analysoidaan usein mittausmenetelmillä kuten profilometrialla, optisella mikroskopialla, elektronimikroskopialla sekä pinta- ja karheusmittauksilla. Yleisiä kuvausparametreja ovat pinnan karheus (Ra, Rz) sekä topografian tilastolliset ominaisuudet. Pintarakenne on keskeinen huomio esimerkiksi suunnittelussa, valmistuksessa, korroosion- ja kulumiskestävyyden arvioinnissa sekä esteettisissä ja optisissa sovelluksissa.