Systematik und Methoden zur Kennzeichnung des Aufbaus der Werkstoffe

Zusammenfassung

Die Materialwissenschaft behandelt den Zusammenhang zwischen dem Aufbau und den nützlichen Eigenschaften aller Werkstoffgruppen. Für die Strukturen unterscheiden wir drei Größenbereiche Δx: makro (1 mm ≤ Δx_Makro ≤ ∞), mikro (10 nm ≤ Δx_Mikro ≤ 1 mm), nano (0,1 nm ≤ Δx_Nano ≤ 10 nm). Die zugehörigen Methoden werden entsprechend als Makroskopie, Mikroskopie, Nanoskopie bezeichnet. Diese sind in der Lage eine vollständige Beschreibung vom Aufbau der festen Stoffe zu geben: von den Grundbausteinen (Atom und Molekül), über die Phasen (Kristall, Quasikristall, Glas/amorpher Festkörper) mit ihren Baufehlern, bis zu dem, was in Zeiten als lichtmikroskopische Methoden vorherrschten, als das Gefüge bezeichnet wurde. Diesen nützlichen Begriff gibt es allerdings nur in der deutschen Sprache. Wir unterscheiden jetzt wiederum Makro-, Mikro- und Nanogefüge. Letzteres ist Gegenstand elektronenoptischer Methoden. Besonders vielfältig anwendbar ist direkte Durchstrahlung von Proben mit Elektronen. Deshalb findet diese Methode in diesem Buch besondere Beachtung. Heute können wir alle Ebenen der Struktur, auch kompliziert aufgebauter Werkstoffe der Technik, lückenlos analysieren und den Eigenschaften zuordnen. Viele werkstofftechnische Entwicklungen werden auf dieser Grundlage gezielt und damit auch am wirtschaftlichsten durchgeführt.