Mikroštruktúra je štruktúra materiálu pozorovaná na mikroúrovni. Konkrétne ide o štruktúry objektu, organizmu alebo materiálu odhalené mikroskopom pri zväčšení väčšom ako 25-násobku. Keď sa hovorí o mikroštruktúre, zvyčajne zahŕňa defekty, nečistoty, zrná a hranice zŕn. Mikroštruktúry určujú mechanické, fyzikálne a chemické vlastnosti materiálov. Napríklad pevnosť a tvrdosť materiálov sú určené počtom fáz a veľkosťou zŕn.
Mikroštruktúru je možné pozorovať pomocou rôznych mikroskopických techník. Mikroštrukturálne vlastnosti daného materiálu sa môžu značne líšiť pri pozorovaní v rôznych dĺžkových mierkach. Preto je veľmi dôležité zvážiť dĺžkovú škálu pozorovaní, ktoré robíte pri opise mikroštruktúry materiálu.
Elektrické a magnetické vlastnosti, ako aj chemické správanie (korózia), sú určené veľkosťou zŕn a defektmi (ako sú dutiny, dislokácie, hranice zŕn) prítomnými v materiáli. V dôsledku toho je správanie takéhoto viacfázového materiálu určené vlastnosťami jednotlivých fáz a spôsobom, akým tieto fázy interagujú. Vo všeobecnosti sú mechanické vlastnosti technických materiálov, ako je ťažnosť, pevnosť, odolnosť voči tečeniu a únave, určené ich mikroštruktúrou v rôznych geometrických mierkach.
Mikroštruktúra Je bežné skúmať mikroštruktúru chybného komponentu. Ide o vizuálnu techniku, ktorá umožňuje iba kvalitatívne hodnotenie. Kus rozlomeného povrchu, známy ako makro, je upevnený plastom a vyleštený do jemného plochého povrchu. Povrch sa skúma pod optickým mikroskopom pri zväčšení ×100 a ×200 a vykonávajú sa pozorovania o stave mikroštruktúry materiálu. Mikroštruktúry sa značne líšia v závislosti od špecifikácie materiálu a tepelného spracovania. Uhlíkovým oceliam ferit a perlit často dodávajú požadované vlastnosti, ako je pevnosť v ťahu a húževnatosť, zatiaľ čo cementit a martenzit spôsobujú, že materiál je tvrdý a krehký. Pri nižších zväčšeniach môže lomová plocha poškodeného komponentu vykazovať charakteristické jazvy v tvare polmesiaca, ktoré svedčia o pôsobení mechanizmu únavy materiálu.
Inými slovami, mikroštruktúra sa vzťahuje na veľkosť a usporiadanie kryštálov a množstvo a rozloženie nečistôt v materiáli. Mierka týchto prvkov je typicky 1 – 100 μm. Mikroštruktúra určuje mnoho vlastností kovov a keramiky.
Keď sa hovorí o štruktúrach v materiálovej vede a inžinierstve, takmer vždy sa tým myslí mikroštruktúra materiálov. Rôzne podmienky spracovania vedú k rôznym mikroštruktúram, a teda k zmenám vlastností. Mikroštruktúra môže obsahovať širokú škálu štrukturálnych prvkov, ako sú fázy s rôznym zložením alebo kryštálovými štruktúrami, zrná s rôznou orientáciou, domény s rôznymi štrukturálnymi variantmi, domény s rôznou elektrickou alebo magnetickou polarizáciou, ako aj štrukturálne defekty, ako sú medzifázové hranice, hranice zŕn, doménové steny, trhliny, povrchy a dislokácie.
Jedným zo základných cieľov návrhu materiálov je zachytiť optimálne mikroštruktúry s najžiadanejšími vlastnosťami počas spracovania a zmraziť ich vývoj počas aplikácií.
Mikroštruktúru je možné vyhodnotiť iba mikroskopicky (stereomikroskop, svetelný mikroskop s použitím odrazeného svetla, digitálny mikroskop alebo skenovací a transmisný elektrónový mikroskop). Veľkosť pozorovaných prvkov sa zvyčajne pohybuje od submilimetrov po mikróny alebo dokonca nanometre. Mikroštrukturálne pozorovania sa používajú v širokej škále výskumu vrátane určovania veľkosti zŕn, kontroly defektov, prípravy terčov v mikroelektronike a všetkých typov analýzy zvarov a porúch.
Napríklad mikroskopická analýza sa môže použiť na vyhodnotenie vlastností a poškodenia počas fáz návrhu a spracovania kovu. Medzi štrukturálne prvky, ktoré možno vyhodnotiť pomocou svetelnej alebo elektrónovej mikroskopie, patria:
Hodnotenie je založené na nasledujúcich kritériách:
Na základe všetkých týchto informácií je možné vytvoriť komplexný popis mikroštruktúry a vyvodiť závery o jej potenciálnych vlastnostiach.
Materiály používané v praxi sú dnes zmesi rôznych chemických prvkov, často nazývané zliatiny. Napríklad oceľ a liatina sú zliatiny založené predovšetkým na legujúcich prísadách železa a uhlíka, ktoré sú zodpovedné za tvrdosť železného materiálu. Mikroštruktúrna analýza poskytuje závery o vlastnostiach zliatiny vrátane jej pevnosti, tvrdosti a ťažnosti.
Analýza mikroštruktúry umožňuje analyzovať štruktúru a zloženie materiálov na mikroskopickej úrovni. Tieto informácie sú dôležité pre pochopenie vlastností materiálov a vývoj nových materiálov. Analýza mikroštruktúry je dôležitou súčasťou materiálovej vedy a analytickej metódy v metalografii. Je súčasťou deštruktívneho testovania materiálov pre kvantitatívnu a kvalitatívnu analýzu vlastností materiálov.
Medzi kvantitatívnou a kvalitatívnou analýzou mikroštruktúry existujú rozdiely:
Analýza mikroštruktúry sa vykonáva na veľkom počte materiálov, najmä tých, ktoré majú mikroskopickú štruktúru, ktorá ovplyvňuje ich mechanické, tepelné alebo elektrické vlastnosti. Typickými materiálmi sú kovy a kovové zliatiny, keramika, sklá, polyméry a kompozitné materiály.
Mikroštruktúra sa vzťahuje na vnútornú štruktúru a zloženie materiálov. Mikroštruktúra materiálu teda poskytuje informácie o mikroskopickom usporiadaní jeho zložiek. Jednotlivé mikroštrukturálne zložky sú od seba oddelené hranicami zŕn a fáz. Toto usporiadanie ovplyvňuje mechanické, tepelné a elektrické vlastnosti materiálu. Bez ohľadu na materiál, mikroštruktúry opisujú usporiadanie a organizáciu komponentov na viditeľnej a mikroskopickej úrovni.
Vlastnosti mikroštruktúry priamo súvisia s mechanickými a technickými vlastnosťami materiálov. To znamená napríklad, že majú významný vplyv na pevnosť a ťažnosť, t. j. spracovateľnosť materiálu: malé zrná vedú k vyššej pevnosti, zatiaľ čo veľké zrná vedú k väčšej ťažnosti. Tieto vlastnosti sa však dajú zmeniť. Vonkajšie vplyvy, ako je korózia, procesy tepelného spracovania a mechanické účinky, ako je kovanie, ohýbanie alebo valcovanie, majú vplyv na mikroštruktúru.
Naša organizácia má silný personál, ktorý pozorne sleduje vývoj v oblasti vedy a techniky vo svete a neustále sa zlepšuje. Medzi početné testovacie, meracie, analytické a hodnotiace štúdie poskytované podnikom v rôznych odvetviach patria aj služby analýzy mikroštruktúry.
Môžete nás požiadať, aby sme vyplnili náš formulár, aby sme dostali schôdzku, získali podrobnejšie informácie alebo požiadali o vyhodnotenie.
