mikrorakenteina

Mikrorakenteina tarkoittaa materiaalin sisäistä rakennetta, jota voidaan tarkastella mikroskooppisella mittakaavalla. Se kuvaa, miten kiteet, faasit sekä pienet epäjatkuvuudet ja lisäaineet jakautuvat materiaalissa ja miten ne vaikuttavat sen ominaisuuksiin.

Mikrorakenteeseen kuuluvat keskeiset elementit: kiteet ja niiden rajat, eri faasit sekä mahdolliset toisen vaiheen hiukkaset, sekä virheet kuten dislokaatiot ja tyhjiöt. Näiden ominaisuudet—koko, suuntautuminen ja jakauma—määräävät mikrorakenteen luonteen.

Rakenteen muodostumiseen vaikuttavat sekä perusmateriaalin luonne että prosessointi, kuten valmistusmenetelmät, lämpökäsittely ja jäähdytysnopeus. Mikrorakennetta tutkitaan näytteiden avulla käyttämällä useita mikroskooppisia menetelmiä: optista mikroskopiaa, skannaus-elektronimikroskopiaa (SEM), läpäisevän elektronimikroskopiaa (TEM) sekä EBSD:tä, röntgendiffraktiota ja mikrotomografiaa.

Mikrorakenteella on keskeinen vaikutus materiaalien ominaisuuksiin. Se määrittää muun muassa lujuuden, kovuuden, sitkeyden, kulutuskestävyyden sekä joitakin sähköisiä ja magneettisia ominaisuuksia. Esimerkkejä metallien mikrorakenteista ovat terästen pearlite-, bainite- ja martensite-rakenteet, joita muodostuu erilaisilla lämpökäsittelyillä. Keraamiset ja polymeeriset aineet puolestaan voivat saada monipuolisia mikrorakenteita huokosien, faasien ja partikkeleiden jakautumisen kautta.

Yhteenvetona mikrorakenteen tunteminen mahdollistaa materiaalien suunnittelun ja optimoinnin käytettävään tarkoitukseen.