Dichteigenschaften

Dichteigenschaften umfassen die Eigenschaften, die sich aus der Dichte eines Materials ableiten. Die Dichte ρ wird definiert als Masse m pro Volumen V: ρ = m/V. Sie gilt als grundlegende, materialabhängige Größe und kann als charakteristische Größe eines Stoffes verwendet werden. Oft wird auch die spezifische oder relative Dichte angegeben, die das Verhältnis der Dichte eines Stoffes zur Dichte eines Referenzmediums (häufig Wasser) bezeichnet.

Dichte hängt von Temperatur und Druck ab. Bei Gasen lässt sich ρ über das ideale Gasgesetz ausdrücken: ρ = pM/RT, wobei M die molare Masse und R die Gaskonstante ist. Bei Flüssigkeiten und Feststoffen ändert sich ρ mit der Temperatur durch thermische Ausdehnung; der thermische Ausdehnungskoeffizient α beschreibt die relative Änderung der Dichte pro Temperaturänderung. Tabellen geben Dichten oft bei Normbedingungen an, um Vergleiche zu erleichtern.

Messmethoden umfassen das Archimedesprinzip (Auftrieb) für Flüssigkeiten und Feststoffe, Pyknometrie und Gaspyknometrie zur Bestimmung der absoluten Dichte, sowie Messungen mittels Röntgen- oder Ultraschallverfahren. Bei porösen Stoffen unterscheiden sich absolute Dichte und scheinbare Dichte. Im Bereich von Schüttgütern spricht man von Schüttdichte (bulk density) und Klopfdichte (tapped density), die Aufschluss über Packbarkeit und das nutzbare Volumen beim Transport geben.

Anwendungen der Dichteigenschaften liegen in der Materialidentifikation, Qualitätskontrolle, Mischungs- und Formulierungsprozessen, dem Bauteildesign sowie der Berechnung von Trägheits- und Lagerverhalten. Dichtewerte helfen zudem bei der Bestimmung von Reinheit, Porosität oder Phasenzusammensetzung und dienen als Orientierungsgröße bei Materialauswahl.