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Materialdatenbanken

Materialdatenbanken sind digitale Repositorien, die systematisch experimentell gemessene oder rechnerisch erzeugte Eigenschaften von Werkstoffen speichern. Sie unterstützen Forschung, Entwicklung und Design, indem sie den Zugriff auf strukturierte Materialdaten wie chemische Zusammensetzung, Kristallstruktur, Mikrostruktur, physikalische Eigenschaften und Prozessparameter ermöglichen. Die Einträge beinhalten in der Regel Metadaten zu Mess- oder Simulationsbedingungen, Quellen und Zuverlässigkeit, um Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit zu gewährleisten.

Sie unterscheiden sich nach Anwendungsgebiet, Datentyp und Nutzungsrechten. Allgemeine Datenbanken bündeln eine Vielzahl von Materialien, während

Für die Nutzung sind Standardisierung und Interoperabilität wichtig: Strukturformate wie CIF, Datenaustauschformate wie JSON/XML sowie Ontologien

Anwendungsbereiche reichen von Materials-Design und -Optimierung über virtuelle Materialprüfung bis hin zur KI-gestützten Materialentdeckung. Sie erleichtern

Zu bekannten Beispielen gehören allgemein zugängliche Datenbanken wie Materials Project, AFLOWlib, OQMD, Materials Cloud und OMDB;

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domänenspezifische
Datenbanken
sich
auf
Metalle,
Polymere,
Keramiken,
Halbleiter
oder
Legierungen
konzentrieren.
Die
gespeicherten
Eigenschaften
umfassen
mechanische
Parameter
(Elastizitätsmodul,
Festigkeit),
thermische
Eigenschaften
(Wärmeleitfähigkeit,
Ausdehnung),
elektrische/elektronische
Eigenschaften,
Diffusions-
und
Phasenverhalten
sowie
Prozessdaten.
unterstützen
Suchanfragen
und
maschinelles
Lernen.
Viele
Datenbanken
ermöglichen
Programmierschnittstellen
(APIs),
Downloadformate
und
Verknüpfungen
zu
Simulationswerkzeugen.
Datenqualität,
Unsicherheiten,
Herkunft
der
Daten
und
Lizenzen
variieren,
weshalb
Fachangaben
zur
Zuverlässigkeit
und
Zitierbarkeit
wichtig
sind.
Vergleich,
Screening
und
Rapid
Prototyping
und
unterstützen
normierte
Prozesse
in
Forschung,
Ingenieurwesen
und
Industrie.
kommerzielle
oder
spezialisierte
Angebote
wie
MatWeb
oder
Granta
Design.
In
nationalen
und
institutionellen
Kontexten
existieren
zudem
NIST-
und
universitäre
Materialdatenrepositorien.