mikrostrukturin

Mikrostruktuuri viittaa materiaalin mikroskooppiseen rakenteeseen, joka on havaittavissa pienoiskoossa. Metallien ja monien muiden rakennemateriaalien mikrostruktuuri koostuu yleensä jyvistä (rakeista), faaseista sekä jyvien välisten rajojen lisäksi mahdollisista inkluusioista, porista ja muista epäjatkuvuuksista. Mikrostruktuurin koostumus, koko ja jakautuminen määrittävät sen mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuudet.

Mikrostruktuurin muodostuminen riippuu useista tekijöistä, kuten koostumuksesta, lämpökäsittelystä, muokkausmenetelmistä ja jäähdytysnopeudesta. Esimerkiksi rakeiden koko ja faasien jakaantuminen voivat muuttua prosessin mukaan. Hall-Petchin lain mukaan pienemmät rakeet parantavat lujuutta, kun taas faasien määrällä ja jakautumisella on vaikutusta kovuuteen ja sitkeyteen.

Mikrostruktuurin havainnointi ja karakterisointi perustuvat metallografiaan ja mikroskopiaan: näytteet valmistetaan huolellisesti ja kuvataan optisella tai elektronimikroskopialla. Menetelmät kuten skannaava elektronimikroskopia (SEM), läpäisevän elektronimikroskopia (TEM), EBSD sekä röntgendiffraktio (XRD) tarjoavat erilaista tietoa rakeista, faasien koostumuksesta ja rajapinnoista.

Mikrostruktuuri on keskeinen parametri materiaalin suunnittelussa ja suorituskyvyssä. Se vaikuttaa muun muassa lujuuteen, kovuuteen, sitkeyteen sekä väsymis- ja kulutuskestävyyteen. Mikrostruktuurin hallinta saavutetaan optimoimalla koostumus ja prosessointi sekä lämpökäsittelyt.