mikrostruktuurit

Mikrostruktuuri tarkoittaa materiaalin rakennetta mikroskooppisella mittakaavalla. Siihen kuuluvat rakeiden koko ja muoto, rakeiden rajat, faasien esiintyminen ja niiden jakautuminen sekä mahdolliset taitokset (twins), precipitaatit ja epäpuhtaudet. Mikrostruktuuri muodostuu materiaalin valmistus- ja käsittelyhistoriasta sekä lämpötilojen ja kuormituksen aikataulusta, ja sen voidaan havaita optisella mikroskopialla, skannauintimikroskopialla (SEM) sekä transmission- ja elektronimikroskopoilla (TEM) sekä EBSD- ja XRD-menetelmillä.

Mikrostruktuuri vaikuttaa merkittävästi ominaisuuksiin kuten lujuuteen, kovuuteen, sitkeyteen, kulumiskestävyyteen sekä lämmön- ja korroosionkestävyyteen. Esimerkkinä teräs, jossa ferriittinen ja cementiitinen rakenne muodostuu pearlite-alueilla, tai martensiittinen mikrorakenne, joka syntyy nopeasta jäähtymisestä. Pienemmät rakeet parantavat yleensä lujuutta (Hall–Petch-ilmiö), mutta voivat heikentää duktiliteettia. Erilaiset materiaalit, kuten alumiini-, kerami- ja polymeeriseokset, kehittävät omat mikrorakenteensa, joiden koossa ja faasien jakaumassa on suuri vaikutus ominaisuuksiin.

Mittaaminen ja analyysi tapahtuvat metallografiassa näytteen valmistelun (hiominen, kiillotus) jälkeen; optinen mikroskopia, SEM/TEM, EBSD sekä XRD antavat tietoa rakeiden koosta, faasijakaumasta, precipitaateista ja tekstuurista.

Yhteenvetona mikrostruktuuri kuvaa materiaalin mikroskooppista rakennetta ja on keskeinen tekijä sen käytännön suorituskyvyssä sekä prosessoinnilla hallittavissa.