基礎:跨尺度的材料結構
巨觀結構
巨觀結構是你用肉眼或簡單放大鏡就能看到的結構,是階層裡最粗的一層。想想一塊橡木上可見的木紋、大馬士革刀刃上流動的花紋、合板的層次,或是一件破裂鑄件上橫貫的裂縫。不必顯微鏡:這些特徵有毫米到公分那麼大。
更精確地說,巨觀結構涵蓋大約一毫米以上的特徵:鍛件裡整體的晶流走向、焊道與熱影響區、鑄件裡的氣孔與縮孔、複合材料裡的纖維佈局,以及大鋼錠中成分隨位置變化的大尺度偏析。這些用肉眼、低倍放大鏡、或蝕刻後、有時搭配射線照相(對整個零件拍 X 光片)來檢視,而不是用顯微鏡。
巨觀結構之所以重要,是因為大瑕疵往往決定零件能不能撐住:單單一個大鑄孔或一道對不齊的焊縫,就可能成為那條讓元件斷裂的裂縫起點,不管更細的結構有多好。在木材與複合材料裡,可見的纖維方向直接決定了順紋與橫紋的強度。提醒:巨觀是與微觀、奈米同一條連續階梯的頂端,約一毫米那條線是約定,同一種缺陷(比如氣孔)可以在好幾個尺度上都存在。
一件鑄鋁上肉眼可見的氣孔,或一道焊接留下的焊道與熱影響區,這些毫米級的特徵不必顯微鏡就看得見,卻可能決定零件的壽命。
巨觀結構:肉眼可見、卻攸關成敗的大尺度特徵。
巨觀結構不是零件的形狀。它指的是大到看得見的內部特徵(晶流、焊縫、氣孔)的排列,形狀是幾何,巨觀結構講的仍然是排列。
又称
另见