Matrixgefüge

Matrixgefüge bezeichnet in der Werkstoffkunde die Mikrostruktur der Matrixphase in einem Verbundwerkstoff oder mehrphasigen System. Es umfasst Merkmale wie chemische Zusammensetzung, Phasenanteile, Kristall- oder amorphes Gefüge, Korngröße, Porosität, Textur und die Grenzflächen zur Verstärkung. Das Matrixgefüge bestimmt maßgeblich Eigenschaften des Materials, insbesondere Festigkeit, Steifigkeit, Zähigkeit, Ermüdungsverhalten, Wärmeleitfähigkeit und Beständigkeit gegenüber Korrosion oder Alterung. In Polymer-, Metall- und keramischen Matrizes unterscheiden sich Typen und Charakteristika des Matrixgefüges entsprechend den jeweiligen Werkstofffamilien.

Wichtige Merkmale sind die Homogenität des Gefüges, die Größe und Verteilung von Körnern oder Kristallen, das Vorhandensein von Poren sowie die Art der Interphase zur Verstärkung (z. B. Faser- oder Partikelflächen). Die Verarbeitung und Wärmebehandlung eines Matrizes beeinflussen das Gefüge durch Änderung von Kristallorientierung, Phasenstabilität und Gefügekohäsion, was wiederum das mechanische Verhalten beeinflusst.

Die Untersuchung des Matrixgefüges erfolgt durch Mikroskopie (optisch, Rasterelektronenmikroskopie), Phasenanalyse (Röntgendiffraktion), EBSD und Temperaturanalyse (DSC). In Faser-Matrix-Verbundstoffen bestimmt das Gefüge der Matrix zusammen mit der Faseranordnung das transversale und longitudinale Verhalten; in Polymermatrices beeinflusst die Kristallinität oder der Fließzustand die Zähigkeit und Temperaturbeständigkeit.

Zusammenfassend beschreibt das Begriffspaar Matrix und Gefüge die Struktur der Matrixphase in einem Verbundmaterial, deren Eigenschaften und Verarbeitung eng mit dem Gesamtverhalten des Werkstoffsystems verknüpft sind.