Читать книгу Grundlagen der Funktionswerkstoffe für Studium und Praxis - Janko Auerswald - Страница 21

Die Art der Bindung übt einen wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften der verschiedenen Werkstoffklassen aus. Die Metallbindung mit ihrem „Elektronengas“ frei beweglicher Valenzelektronen führt zu einer guten thermischen und elektrischen Leitfähigkeit. Keramiken und anorganische Gläser basieren auf der Ionenbindung. Benachbarte Halbleiteratome bilden in der kovalenten Atombindung gemeinsame Elektronenpaare. Die primäre Bindung in den Makromolekülen von Kunststoffen ist ebenfalls kovalent. Festigkeitsbestimmend sind jedoch die schwächeren zwischenmolekularen Bindungen der Polymerketten.

Werkstoffe könne amorph oder kristallin sein. Amorphe Werkstoffe verhalten sich isotrop, d. h., es besteht keine Richtungsabhängigkeit der Eigenschaften. Die Eigenschaften einkristalliner Werkstoffe und polykristalliner Materialien mit Textur sind anisotrop. Polykristalline Werkstoffe ohne Textur verhalten sich quasiisotrop.

Werkstoffe wie Eisen und Stahl, Siliziumoxid, Zirkoniumoxid oder Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen können verschiedene Kristallstrukturen annehmen. Diese Polymorphie führt zu ganz besonderen Eigenschaften und Anwendungen.

Werkstoffe können aus einer oder aus mehreren Phasen bzw. Kristallsorten bestehen. In einphasigen Werkstoffen liegen homogene Gefüge mit einer Kristallsorte vor, in mehrphasigen handelt es sich um heterogene Gefüge mit mehreren Kristallsorten. Werkstoffe werden aus Rohstoffen hergestellt. Die globalisierte Rohstoffbranche wird ihrer Verantwortung für nachhaltiges und faires Wirtschaften nicht immer gerecht. Verschiedene Industrienationen versuchen, international gültige ökologische und soziale Standards zum Schutz von Mensch und Umwelt einzuführen. Aber auch Ingenieurinnen und Ingenieure sowie Konsumentinnen und Konsumenten verfügen über Mittel, um zur Einhaltung ökologischer und sozialer Standards in globalen Wertschöpfungsketten und damit zu mehr Nachhaltigkeit beizutragen.