Werkstoffkunde und -technik

Werkstoffkunde und -technik, die Erforschung von Werkstoffen, insbesondere der Möglichkeiten ihrer industriellen Verwertung. Die Werkstoffkunde arbeitet interdisziplinär mit den Methoden und Labortechniken der Physik, der Chemie und der Metallurgie.

Jüngere Entwicklungen seien anhand einiger Beispiele erläutert: Die Entwicklung von Halbleitern für die Elektronikindustrie seit 1960 gab der Materialwissenschaft einen großen Auftrieb. Ihre Entdeckung führte zur Entwicklung integrierter Schaltungen, von denen Tausende auf einem kleinen Siliciumchip unterzubringen sind. Dadurch wurde es möglich, Bauteile elektronischer Geräte wie Computer stark zu verkleinern. In einer Neuentwicklung im Halbleiterbereich verwendet man Diamant, der bei weit höheren Temperaturen als Silicium noch einsetzbar ist.

Seit 1980 erhielt die materialwissenschaftliche Forschung neue Impulse durch die Entdeckung keramischer Materialien, die Supraleitfähigkeit aufweisen, und zwar bei höheren Temperaturen als Metalle.

Obwohl die jüngsten Entwicklungen der Materialwissenschaften sich auf die elektrischen Eigenschaften der Werkstoffe konzentriert haben, sind auch mechanische Eigenschaften von großer Bedeutung. Für die Luftfahrtindustrie sind z. B. nichtmetallische Verbundstoffe entwickelt und getestet worden, die leichter, widerstandsfähiger und einfacher herzustellen sind als Aluminiumlegierungen und andere im Flugzeugbau übliche Metalle. Aluminiumlegierungen, die mit winzigen Keramikteilchen versetzt sind, besitzen die Festigkeit von Stahl. Kunststoffe mit Glas, Aramid oder Kohlenstoffasern können dem Stahl sogar überlegen sein.