materiaalcompositie

Materiaalcompositie is de samenstelling van een materiaal in termen van welke elementen of fasen erin voorkomen en in welke verhoudingen. Het omvat de chemische samenstelling (welke elementen en hoeveelheden) en de verdeling van verschillende fasen en microstructuur (faseverdeling, kristallijne of amorfe stukken, korrelgrootte, precipitate). Voor veel materialen geldt dat de stofeigenschappen sterk bepaald worden door deze samenstelling en de structuur die eruit voortvloeit.

De chemische samenstelling kan worden uitgedrukt als massa- of molaire fracties, en bij fasen als volumefracties. Bij composieten is ook de verhouding tussen matrix en versterkingsfase belangrijk. De verdeling van elementen en fasen kan lokaal variëren, waardoor heterogeniteit ontstaat die eigenschappen zoals sterkte en slagvastheid beïnvloedt.

Technieken voor analyse omvatten, onder meer, röntgenfluorescentie (XRF) en inductief aangeslagen plasma-optische emissiespectroscopie (ICP-OES) of massaspectrometrie (ICP-MS) voor bulkchemische samenstelling; elementaire analyse voor koolstof, waterstof, stikstof en zwavel. Voor fasen en microstructuur worden beeldvormende methoden (scanning electron microscopy met EDS) en röntgendiffractie (XRD) gebruikt. Thermische analyses en gravimetrie ondersteunen ook de bepaling van filler‑inhoud of vluchtige bestanddelen.

De samenstelling bepaalt in grote mate de eigenschappen en het gedrag van een materiaal, zoals sterkte, ductiliteit, slijtvastheid, corrosieweerstand, smeltpunt, dichtheid en thermische geleidbaarheid. Ook verwerkbaarheid en kwaliteitscontrole hangen af van de exacte samenstelling en de mate van homogene verdeling binnen het materiaal. Voorbeelden zijn staal met koolstof en legeringsgroepen, aluminiumlegeringen met Mg en Si, en polymeren of keramische vervangers met versterkingsfasen zoals glas-, koolstof-, of keramische fillers.