Nicht aus einem Guss

Wäre das ideale Material nicht gleichzeitig elastisch wie Gummi und hart wie Stein? In nahezu allen Bereichen der Materialwissenschaften ist man bestrebt, diesem Ideal näher zu kommen. Dieser Wunsch wird auf absehbare Zeit unerfüllt bleiben, wenn man aber genau hinsieht, gibt es durchaus Materialien, die zumindest im Ansatz gegensätzliche mechanische Eigenschaften vereinen. Was zeichnet solche Materialien aus und gibt es Gemeinsamkeiten zwischen diesen Materialklassen?

Prinzip Heterogenität

Nahezu jedes Produkt ist aus verschiedensten Komponenten und Materialien aufgebaut. Eine makroskopische Betrachtungsweise zeigt sofort, dass die verschiedenen Materialien unterschiedliche Funktionen haben. Der Wechsel zu einer mikroskopischen Ansicht macht sichtbar, dass auch die Materialien selbst fast nie homogen sind. Sie bestehen z. B. aus verschiedenen Phasen, enthalten Füllstoffe oder Fasern — und das über alle Materialklassen hinweg, egal ob Metall, Polymer oder Keramik. Insbesondere die hochwertigen Materialien mit einem breiten Eigenschaftsprofil zeigen eine ausgeprägte Heterogenität.

Die Frage, ob es so etwas wie ein ”Prinzip der Heterogenität“ in den Mate

Magazin