Substanzmaterial

Substanzmaterial bezeichnet in der Materialkunde ein Material, das aus einer einzigen chemischen Substanz besteht und damit eine homogene Zusammensetzung sowie eine eindeutig definierte Struktur aufweist. Es steht im Gegensatz zu Mischungen oder Verbundwerkstoffen, die durch mehrere Bestandteile gekennzeichnet sind und oft unterschiedliche Phasen aufweisen.

Typische Beispiele sind elementare Reinstoffe wie Kupfer, Eisen oder Aluminium sowie chemische Verbindungen wie Siliciumdioxid (SiO2) oder Natriumchlorid (NaCl). Auch homogene Polymere gelten als Substanzmaterial, sofern sie aus einer einzigen chemischen Art von Monomeren bestehen (z. B. ein Homopolymer). Damit sind sowohl rein organische als auch anorganische Stoffe gemeint.

Charakteristische Eigenschaften von Substanzmaterialien sind definierte chemische Zusammensetzungen, konsistente Kristall- oder Amorphstruktur sowie reproduzierbare makroskopische Eigenschaften wie Dichte, Schmelzpunkt, Härte und Leitfähigkeit. Die Identität eines Substanzmaterials wird durch Reinheit und Phasenreinheit bestimmt; Zusätze oder sekundäre Phasen verändern die Eigenschaften wesentlich.

Herstellung und Prüfung zielen darauf ab, hohe Reinheit und eine einphasige Struktur zu erzielen. Typische Verfahren umfassen Reinigung, Destillation, Kristallisation, Sublimation oder hochreine Schmelz- und Kristallzuchtverfahren. Die Materialprüfung umfasst chemische Analysen, XRD- oder SEM-Methoden zur Bestätigung der Reinheit und Struktur.

Anwendungen finden Substanzmaterialien als Referenz- oder Kalibrierstoffe, in der Grundlagenforschung zur Bestimmung intrinsischer Materialeigenschaften sowie als Substrate in der Halbleitertechnik und Kristallzüchtung. Sie liefern stabile Vergleichsgrundlagen für Messungen und Modellierungen.

Siehe auch: Reinstoff, Gemisch, Werkstoff.