Überblick

  • Erhard Hornbogen

Zusammenfassung

Alle Werkstoffe sind feste Stoffe. Die Festkörperphysik, die physikalische Chemie, die Kristallographie und einige weitere Gebiete der Naturwissenschaften haben die Aufgabe, die Bildung, den Aufbau und die Eigenschaften dieser Stoffe zu untersuchen. Die technische Anwendung der Eigenschaften steht nicht im Vordergrund, sondern die Vermehrung unserer Kenntnisse über deren Ursachen. Derartige physikalische Eigenschaften sind z. B. die elektrische und die Wärmeleitfähigkeit, spezifisches Gewicht, Schmelztemperatur, das chemische Reaktionsvermögen, die Elastizität und die plastische Verformbarkeit. In den eben genannten Naturwissenschaften wird versucht, diese Eigenschaften auf mikroskopische Ursachen zurückzuführen, d. h. auf Art und räumliche Anordnung der Atome im Festkörper. Werkstoffe sind für die Konstruktion nützliche feste Stoffe. In manchen Fällen macht eine besondere physikalische Eigenschaft einen Feststoff zum Werkstoff — z. B. bestimmt die hohe elektrische Leitfähigkeit von reinem Kupfer mehr als 50% des Verbrauchs dieses Elementes. In den meisten Fällen Müssen aber mehrere Eigenschaften zu einem Optimum vereint werden: Für Konstruktionen, die auf dem Erdboden ruhen, ist infolge seiner hohen Druckfestigkeit Beton der günstigste Werkstoff. Treten Zugspannungen auf, ist Stahl wegen seiner hohen Zugfestigkeit besser geeignet. Bei der Konstruktion von Flugzeuggehäusen wird jedoch das Verhältnis von Festigkeit zu Dichte zur bestimmenden Werkstoffeigenschaft, und die geringere Dichte von Aluminium entscheidet für diesen Werkstoff. Sollen die Flugzeuge mit erhöhter Geschwindigkeit fliegen (>3 Mach), so führt die Luftreibung zu Erwärmung auf Temperaturen über 300 °C. Aluminiumlegierungen besitzen aber nur bis zu etwa 200 °C eine nennenswerte Festigkeit. Die Voraussetzung für die Konstruktion derartiger Flugzeuge war deswegen die Entwicklung von Titanlegierungen. Sie weisen brauchbare Festigkeit bei geringem spezifischem Gewicht bis zu Temperaturen von etwa 400 °C auf. Wir nennen diese Kombination von günstigen physikalischen Eigenschaften technische Eigenschaften.

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Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1973

Authors and Affiliations

  • Erhard Hornbogen
    • 1
  1. 1.Institut für WerkstoffeRuhr-UniversitätBochumDeutschland

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