mikrostrukturell

Mikrostrukturell ist ein Begriff aus der Materialwissenschaft, der sich auf Eigenschaften, Phänomene und Analysen bezieht, die mit der Mikrostruktur eines Materials verbunden sind. Die Mikrostruktur umfasst Merkmale im Bereich von Mikrometern und darunter, wie Gefüge (Körner), Phasenverteilung, Korngrenzen, Versetzungen, Einschlussstoffe, Porosität und Zwillingsstrukturen. Diese Merkmale bestimmen maßgeblich mechanische, chemische und physikalische Eigenschaften wie Festigkeit, Härte, Zähigkeit, Leitfähigkeit und Korrosionsverhalten. Der mikrostrukturelle Zustand eines Bauteils ergibt sich aus Herstellungsprozessen wie Erstarrung, Wärmebehandlung (Anlassen, Vergüten, Temparen), Formung und Umformung sowie Alterung.

Zur Untersuchung werden verschiedene Mikroskopie- und Analysemethoden eingesetzt: optische Mikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie (REM/SEM), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM); EBSD zur Orientierungskartierung von Kristallen; Röntgendiffraktion für Phasen- und Gitterprobleme; sowie zerstörungsfreie Methoden wie Ultraschall oder Computertomografie. Die Mikrostruktur kann durch Legierungselemente, Wärmebehandlung, Deformation und Umweltbedingungen gezielt gestaltet werden, um ein gewünschtes Leistungsprofil zu erzielen.

In der Forschung wird Mikrostrukturell oft im Zusammenhang mit Makro- und Mesostrukturen betrachtet, etwa im Konzept des Prozess- und Produktdesigns (ICME). Das Feld umfasst Metalle, Keramiken, Polymere sowie Verbundwerkstoffe, wobei die Mikrostruktur der zentrale Zusammenhang zwischen Verarbeitung, Struktur und Eigenschaften ist.