Materialempfindlichkeiten

Materialempfindlichkeiten bezeichnet die Empfindlichkeit von Werkstoffen gegenüber äußeren Einflüssen, durch die sich Eigenschaften wie Festigkeit, Steifigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Maßhaltigkeit oder optische Eigenschaften ändern können. Sie geben an, wie stabil ein Material in einem bestimmten Einsatzumfeld bleibt und wie zuverlässig es unter Langzeitbelastung arbeiten kann.

Es lassen sich verschiedene Typen unterscheiden: thermo-chemische Empfindlichkeit gegenüber Temperaturwechsel und chemischer Umgebung; Feuchte- bzw. Chemikalienempfindlichkeit; UV- und Strahlungsempfindlichkeit; mechanische Empfindlichkeit gegenüber Dauerbelastung, Ermüdung und Kriechen; sowie Alterungs- und Korrosionsempfindlichkeit. Intrinsische Empfindlichkeiten ergeben sich aus chemischer Reaktivität oder Kristallstruktur, während extrinsische Empfindlichkeiten durch Oberflächenbehandlung, Mikromechanik oder Umgebungsbedingungen beeinflusst werden.

Zur Bewertung werden Umweltprüfungen, beschleunigte Alterung, dynamische mechanische Analysen und Thermogravimetrie eingesetzt. Änderungen der Eigenschaften wie Festigkeit, Elastizität, Dielektrizität, Farbe oder Dimension liefern Indikatoren. Lebensdauer- und Zuverlässigkeitsprognosen verwenden oft Arrhenius- oder andere Alterungsmodelle.

Gegenmaßnahmen umfassen die Auswahl geeigneter Materialien, Beschichtungen, Stabilatoren oder Vernetzungen, sowie konstruktive Schutzmaßnahmen und Umweltkontrollen, um die Empfindlichkeiten zu reduzieren.

Das Verständnis von Materialempfindlichkeiten ist zentral für Produktentwicklung, Qualitäts- und Zuverlässigkeitsmanagement sowie Forschung zum Materialdesign.