Hva er en mikrostruktur?

En mikrostruktur er måten et materiale kommer sammen i veldig liten skala. Et objekts mikrostruktur er ikke synlig med det blotte øye, selv om mønstrene som er til stede på det mikroskopiske nivået kan gjenskape seg på et større nivå. Dette større nivået er det makroskopiske nivået; det vil gi en observatør et grunnleggende inntrykk av materialets underliggende design. Objektets mikrostruktur bestemmer størstedelen av dets fysiske egenskaper. Det er fire hovedkategorier som materialer faller inn basert på deres mikrostruktur: keramisk, metallisk, polymer og kompositt.

Et materials fysiske struktur ser ut til å endre seg, avhengig av hvor nøye du ser på det. Når en gjenstand holdes på armlengdes avstand, ser den annerledes ut enn om den er en håndbredde vekk fra ansikts ansiktet. Det samme er tilfelle når et objekt blir observert under et mikroskop. For å lage en standard definisjon av mikrostruktur, er kraften til forstørrelsen som brukes til å se på den ikke mer enn 25x.

Når strukturen observeres med en høyere eller lavere effekt, ser den annerledes ut. Disse andre observerbare strukturer, spesielt de mindre, kan ha en betydelig innvirkning på gjenstandens egenskaper. I stedet for å utvide definisjonen av mikrostruktur, endres elementene som utgjør mikrostrukturen for å imøtekomme forskjeller i underliggende struktur.

Som et eksempel er det mulig å se på den makroskopiske verdenen. Hvis et motorveisystem var den observerte gjenstanden, ville en vei være mikrostrukturen. Ulike veier er laget av forskjellige materialer og har derfor forskjellige egenskaper. Dermed blir veien brutt ned i typer veier.

Generelt blir en mikrostruktur observert ved å ta papirtynne skiver av gjenstanden og legge dem under et mikroskop. Disse skivene er så tynne at lyset skinner gjennom dem og fremhever den underliggende strukturen. Avhengig av det observerte materialet, kan andre metoder anvendes, så som elektronmikroskopi eller røntgenstråler.

Gjennom å se materialene til stede og ved å observere hvordan de interagerer, er det mulig å forutsi hvordan et materiale vil fungere på et makroskopisk nivå. Enkelte materialer har visse egenskaper, så når de er til stede, overfører de disse egenskapene til materialet som helhet. Den underliggende strukturen deres viser også hvordan et materiale vil fungere. For eksempel kan et materiale hvor konstruksjonen er anordnet i lange ikke-låsende plater være utsatt for brudd eller bøyning.

Disse egenskapene kommer sammen for å gi materialet en bred klassifisering. Disse klassene forteller de grunnleggende egenskapene til et materiale uten å måtte observere dets faktiske struktur. Tre av dem - keramisk, metallisk og polymer - er rene samlinger av en spesifikk type struktur. Den frem, kompositt, er en blanding av de tre grunnleggende artene.