Une microstructure est la façon dont un matériau s’assemble à très petite échelle. La microstructure d’un objet n’est pas visible à l’œil nu, bien que les motifs présents au niveau microscopique puissent se reproduire à un niveau plus grand. Ce niveau plus grand est le niveau macroscopique ; il donnera à un observateur une impression de base de la conception sous-jacente du matériau. La microstructure de l’objet détermine la majorité de ses propriétés physiques. Il existe quatre catégories principales dans lesquelles les matériaux entrent en fonction de leur microstructure : céramique, métallique, polymère et composite.
La structure physique d’un matériau semblera changer en fonction de la façon dont vous le regardez de près. Lorsqu’un objet est tenu à bout de bras, il n’a pas l’air d’être à la largeur d’une main du visage d’une personne. Il en est de même lorsqu’un objet est observé au microscope. Afin de créer une définition standard de la microstructure, la puissance du grossissement utilisé pour la regarder n’est pas supérieure à 25x.
Lorsque la structure est observée à une puissance supérieure ou inférieure, elle semble différente. Ces autres structures observables, en particulier les plus petites, peuvent avoir un impact significatif sur les propriétés de l’objet. Au lieu d’élargir la définition de la microstructure, les éléments qui composent la microstructure sont modifiés pour tenir compte des différences de structure sous-jacente.
A titre d’exemple, il est possible de regarder le monde macroscopique. Si un réseau routier était l’élément observé, une route en serait la microstructure. Différentes routes sont faites de matériaux différents et ont donc des propriétés différentes. Ainsi, la route est décomposée en types de routes.
Généralement, une microstructure est observée en prenant des tranches fines comme du papier de l’objet et en les plaçant sous un microscope. Ces tranches sont si fines que la lumière les traverse et met en évidence la structure sous-jacente. Selon le matériau observé, d’autres méthodes peuvent être employées telles que la microscopie électronique ou les rayons X.
En voyant les matériaux présents et en observant la façon dont ils interagissent, il est possible de prédire la façon dont un matériau va agir à un niveau macroscopique. Certains matériaux ont certaines propriétés, donc lorsqu’ils sont présents, ils transmettent ces propriétés au matériau dans son ensemble. Leur structure sous-jacente montre également comment un matériau va agir. Par exemple, un matériau dont la structure est disposée en longues plaques non imbriquées peut être sujet à la rupture ou à la flexion.
Ces propriétés se combinent pour donner au matériau une large classification. Ces classes indiquent les propriétés de base d’un matériau sans qu’il soit nécessaire d’observer sa structure réelle. Trois d’entre elles – céramique, métallique et polymère – sont de pures collections d’un type de structure spécifique. Le quatrième, composite, est un mélange des trois types de base.