mikrorakenteen

Mikrorakenne tarkoittaa materiaalin rakennetta sen mikroskooppisella tasolla. Siinä näkyvät rakejen koko ja suunta, raerajat sekä erilaisten faasien, epäpuhtauksien ja lisäaineiden jakauma. Mikrorakenne voidaan havaita mikrometrien mittakaavassa tai pienemmillä mittakaavoilla, ja se on keskeinen tekijä materiaalin käyttäytymisen ymmärtämisessä.

Mikrorakenne muodostuu ja muuttuu valmistus- ja käsittelyprosessien aikana. Sulatus, jäähdytysnopeus, lämpökäsittelyt sekä muokkaus vaikuttavat faasien muodostumiseen, rakeiden kokoon ja dislokaatioihin. Koostumus sekä lämpötilan, paineen ja kuormituksen historia määrittävät lopullisen mikrorakenteen.

Mikrorakenne vaikuttaa merkittävästi ominaisuuksiin kuten lujuuteen, kovuuteen, sitkeyteen, kulutuskestävyyteen sekä korroosion- ja lämmönkestävyyteen. Esimerkiksi rakekoon pienentäminen voi lisätä lujuutta joidenkin materiaalien Hall–Petch -periaatteen mukaan, kun taas suuremmat rakeet voivat lisätä sitkeyttä. Faasien jakautuminen ja epäpuhtaudet voivat parantaa kestävyyttä korkeissa lämpötiloissa tai muissa olosuhteissa.

Tutkimuksessa mikrorakennetta tarkastellaan useilla tekniikoilla: optisella mikroskopialla sekä elektronimikroskopialla (SEM, TEM). Lisäksi käytetään EBSD-tietoja kristallisuunnan suuntautuneisuuden kartoitukseen sekä X-ray diffraction (XRD) -menetelmää faasien ja rakeiden määrien arviointiin. Näillä menetelmillä voidaan kuvata rakeja, faasijakaumaa, dislokaatioita ja rakenteita.