Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Materialwissenschaft - ein interdisziplinärer Forschungszweig

Die Materialwissenschaft beschäftigt sich mit Erforschung, Entwicklung, Charakterisierung, Herstellung und Verarbeitung der Werkstoffe.

Materialwissenschaft - die Basis

Es ist eine interdisziplinäre Wissenschaft und umfasst Chemie, Physik, Mineralogie und viele anderen Wissenschaften und beschäftigt sich damit verbunden auch mit Kupfer, Eisen und Stahl. Der Übergang von den natürlichen Werkstoffen, wie Stein, Holz, Elfenbein oder Leder zu den gezielt gewonnenen Werkstoffen wie Kupfer, Stahl oder Eisen. Schon in der Jungsteinzeit, so um 4300 v. Chr., wurden Kupfer, Stahl und Eisen gewonnen. Im Anschluss daran ist der Übergang in die Bronzezeit erfolgt und erst in der Eisenzeit konnte neben Eisen, Stahl und Kupfer auch Aluminium hergestellt werden - mit dem Hall-Héroult-Prozess. Lange haben sich die Materialwissenschaften fast nur für die metallischen Werkstoffe, wie Eisen, Kupfer oder Stahl interessiert, doch seit der Beton wiederentdeckt worden ist, hat sich dies geändert. Obwohl dann später auch die ersten produzierten Kunststoffe für ein breites Publikum interessant wurden, die in Massenfertigung produziert worden sind, blieben Eisen, Kupfer und Stahl weiterhin von den Materialwissenschaften erforscht.

Die ersten Metalle und die alten Zeiten

Kupfer, Stahl und Eisen waren einige der ersten Metalle, die von der Menschheit in der Entwicklung kennen gelernt worden sind. Kupfer lässt sich sehr unkompliziert verarbeiten. Deswegen war Kupfer schon vor 10.000 Jahren bei den ältesten Kulturen, die man kennt, gerne verwendet. Die Epoche des weiträumigen Gebrauchs vom Kupfer (5. bis 3. Jahrtausend vor Christus) nennt sich Kupferzeit. In der Alchemie assoziieren die Anhänger das Kupfer mit Venus, als Symbol der Weiblichkeit. Sogar die ersten Spiegel wurden aus Kupfer hergestellt. Der größte Hersteller vom Kupfer vor der Industrie war das Römische Reich. Kupfer ist noch heute ein sehr beliebtes Material.

Stahl - stabil und zuverlässig

Mit Stahl sammelt die Menschheit schon lange praktische Erfahrung, denn Stahl wird mit seinen stabilen Eigenschaften, wie Festigkeit, Korrosionsverhalten und die gute Schweißeignung sehr gerne in der Technik verwendet. Es ist viel stabiler als Kupfer. Im europäischen Register vom Stahl findet man mehr als 2.300 Sorten vom Stahl. Kohle und Stahl haben über einen sehr langen Zeitraum die Hauptsäulen der Schwerindustrie gebildet und waren so die Grundlage für die politische Macht der Staaten. Stahl wird als die Eisen Kohlenstoff-Legierung definiert, mit weniger als 2,06 % Kohlenstoff. Stahl bzw. Eisen ist 7,85-7,87 g/cm3 dicht. Stahl schmilzt bei einer Temperatur, die bis zu 1.536°C hoch sein kann und hält dadurch viel höhere Temperaturen aus als Kupfer. Die erste Herstellung von Stahl wurde im 1. Jahrtausend v. Chr. datiert - viel später, als Kupfer. Stahl ist auch im Sinne der Ökologie ein schonendes Material, weil man Stahl fast ohne Qualitätsverlust unbegrenzt wieder nutzen kann.

Eisen - von Dekoration zur allgemeinen Nützlichkeit

Die erste Nutzung von Eisen wurde mit etwa 4000 v. Chr. in Ägypten dokumentiert. Es war ein gediegenes Eisen und es diente zur Dekoration und Anfertigung von Speerspitzen. Es ist für solche Zwecke besser geeignet gewesen als Stahl oder Kupfer. Später findet man verhüttetes Eisen in Mesopotamien, und Ägypten, welches aber nur zur zeremoniellen Nutzung gedacht war. Vielleicht entstand Eisen als Nebenprodukt der Bronzeherstellung. In den Jahren 1600 bis 1200 v. Chr. hat man immer mehr auf Eisen gezählt, eril die Hethiter eine Methode zur Herstellung von Eisen entwickelt haben. Eisen ist vermutlich neben Nickel ein Hauptbestandteil des Erdkerns. Eisen gewinnt man durch die chemische Reduktion der Eisenerze mit Kohlenstoff. Das Eisen wird, im Gegensatz zu Stahl oder Kupfer, im Hochofen gewonnen.

Materialwissenschaften

Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung - d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung - von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Artikel über die Materialentwicklung und deren Anwendungen, sowie über die Struktur und Eigenschaften neuer Werkstoffe.

News zu Materialwissenschaften:

Seite anfang | 589 | 590 | 591 | 592 | 593 | ende

Drosselsysteme aus Polyamid entwickelt

Zusammen mit der BASF gelang es dem französischen Automobilhersteller MGI Coutier Drosselsysteme aus Polyamid zu entwickeln. In modernen Automobilen sind im Laufe der letzten drei Jahrzehnte zahlreiche, ehemals aus Metall bestehende Bauteile durch Kunststoffteile ersetzt worden, nicht nur unter der Motorhaube. Besonders im Luftansaugtrakt hat sich die BASF durch die Entwicklung des Ansaugrohrs aus Kunststoff seit 1972 einen Namen gemacht. Und dazu beigetragen, dass heute fast alle Teile 11.04.2002 | nachricht Nachricht

Neue Flockungshilfsmittel vorgestellt

Ciba Spezialitätenchemie stellt vier neue hochwirksame Ciba® MAGNAFLOC® Hochleistungs-Flockungshilfsmittel vor. Hergestellt unter Verwendung von Cibas bahnbrechender UMA™ (Unique Molecular Architecture) Technologie, bieten diese Produkte echte Multifunktionalität. Sie finden breite Anwendung in der Gewinnung und Aufbereitung von Erzen und können gleichermaßen für die Sedimentation, Filtration und Zentrifugation eingesetzt werden. Herkömmliche Produktionsverfahren für Flockungsmittel sind 11.04.2002 | nachricht Nachricht

Simulator testet Hüftgelenke

Gerät erfüllt ISO-Norm mit fünf Mio. simulierten Schritten pro Gelenk Forscher der TU Wien haben einen Simulator entwickelt, der nach Bestimmungen der neuen ISO-Norm ISO/FDIS 14242-1 Hüftgelenke testet. Die Gelenke werden im Simulator einer mechanisch-dynamischen Prüfung unterzogen. Ziel ist es, Kinematik und Kinetik der Gehbewegung des Menschen zu simulieren. Die neue Norm ISO/FDIS 14242-1 fordert eine exaktere Simulation in drei Bewegungsachsen. Zwei Test-Stationen stehen an der TU Wie 10.04.2002 | nachricht Nachricht

Licht aus der Folie

Leuchtende Kunststoffe schicken sich an die Displaytechnik zu revolutionieren: Sie leuchten kräftig, brauchen wenig Strom, lassen sich auf dünnen flexiblen Folien aufbringen und sind einfach zu verarbeiten. Diese Vorteile prädestinieren sie auch als Material für neuartige Lichtquellen. Auf der Hannover Messe (15. bis 20. April) stellt die bayrische Firma Cool Light erstmals eine Leuchtfolie vor. Die unscheinbare Folie zeigt ihre verblüffende Wirkung erst, wenn Diplomingenieur Rolf Rank a 10.04.2002 | nachricht Nachricht

Neue flammgeschützte Polyamide und Polyester

Großes Anwendungspotenzial im Bereich Elektro/Elektronik und im Verkehrs- und Bauwesen Eine exzellente Flammwidrigkeit bieten neue, teils halogenfreie Typen der Polyamide Durethan® und der Polyester Pocan®, die Bayer zur Zeit in den Markt einführt. "Bei ihrer Entwicklung haben wir großen Wert darauf gelegt, sie auch mit hervorragenden elektrischen und mechanischen Eigenschaften auszustatten", erklärte Dr. Michael Wagner, Spezialist in der Forschung des Geschäftsbereichs Kunststoffe. Dies 08.04.2002 | nachricht Nachricht

Silizium-Dünnschichtsolarzellen auf dem Vormarsch

Jülicher Forscher verbessern Wirkungsgrad auf 11,2 Prozent Im Labormaßstab ist Wissenschaftlern des Instituts für Photovoltaik (IPV) des Forschungszentrums Jülich http://www.fz-juelich.de/ipv/ die Entwicklung einer Silizium-Dünnschichtsolarzelle gelungen, deren Wirkungsgrad auch nach mehr als 1.000 Stunden Sonneneinstrahlung bei 11,2 Prozent liegt. Die Ergebnisse der ein Quadratzentimeter großen Zelle sollen im nächsten Schritt auf größere Solarmodule übertragen werden. Silizium-Dünnsc 08.04.2002 | nachricht Nachricht

Holztechnologie: Eingriff in die Zellstruktur schafft neuen Werkstoff

Göttinger Institut für Holzbiologie und Holztechnologie entwickelt Veredelungstechniken Holz muss regelmäßig gepflegt werden: Die UV-Strahlung des Sonnenlichts zerstört die Oberfläche, Feuchtigkeit dringt ein und ermöglicht Pilzbefall, Lacke platzen ab, weil sich das Holz je nach Witterung ausdehnt oder zusammenzieht. Wissenschaftler am Institut für Holzbiologie und Holztechnologie der Universität Göttingen arbeiten daran, den schnell nachwachsenden und umweltfreundlichen Rohstoff Holz 04.04.2002 | nachricht Nachricht

SiC-Forschung: Vom Schmirgelpapier zur Hochleistungselektronik

Die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) hat eine neue DFG-Forschergruppe. Für Forschungen zum Thema "SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung" haben sich sieben Lehrstühle aus der Naturwissenschaftlichen Fakultät I und der Technischen Fakultät zusammengetan. Das Amt des Sprechers hat Prof. Dr. Lothar Ley, Inhaber des Lehrstuhls für Experimentalphysik am Institut für Technische Physik, übernommen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert die de 04.04.2002 | nachricht Nachricht

Osmium is Stiffer than Diamond, Scientists Discover

Whether it will compete for the title of a girl’s best friend remains to be seen but the element osmium can already challenge diamond in at least one respect: stiffness. According to a report published in the current issue of Physical Review Letters, osmium can withstand compression better than any known material. The results provide a potentially new lead in the search for superhard materials. Diamond’s ability to resist scratches, dents and chipping--in short, its hardness--makes 03.04.2002 | nachricht Nachricht

Hochtemperatur-stabilisiertes Polyamid für Motorraumteile

Rasante Technik mit langsamer Alterung Neuartige Hitzefestausstattung verbessert Dauerbeständigkeit Kunststoffe werden zunehmend zum Material der Wahl im Motorraum von Kraftfahrzeugen. An ihre thermische Stabilität werden jedoch immer höhere Anforderungen gestellt. Grund dafür ist der Trend, durch Erhöhung der Verbrennungstemperaturen den Wirkungsgrad der Motoren zu steigern. Die thermische Belastung des Materials wird durch die Kapselung des Motorraums zum Zweck der Verringerung von Ger 28.03.2002 | nachricht Nachricht
Seite anfang | 589 | 590 | 591 | 592 | 593 | ende

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wiegende Halme auf der Handwerksmesse München

Talente-Sonderschau: Architekturstudenten der HTWK Leipzig zeigen filigrane Skulptur aus Strohhalmen – dahinter steckt eine Konstruktionsidee für organisch gekrümmte Fassaden

Swaying Straws (Wiegende Halme) heißt die Skulptur, die die zwei Architekturstudenten Fabian Eidner und Theodor Reinhardt von der Hochschule für Technik,...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten aktuellen Stand der Anwendung des Maschinenlernens bei Forschung an aktiven Materialien

Verfahren des Maschinenlernens haben durch die Verfügbarkeit von enormen Datenmengen in den vergangenen Jahren einen großen Zuwachs an Anwendungen in vielen Gebieten erfahren: vom Klassifizieren von Objekten, über die Analyse von Zeitreihen bis hin zur Kontrolle von Computerspielen und Fahrzeugen. In einem aktuellen Review in der Zeitschrift „Nature Machine Intelligence“ beleuchten Autoren der Universitäten Leipzig und Göteborg den aktuellen Stand der Anwendung und Anwendungsmöglichkeiten des Maschinenlernens im Bereich der Forschung an aktiven Materialien.

Als aktive Materialien bezeichnet man Systeme, die durch die Umwandlung von Energie angetrieben werden. Bestes Beispiel für aktive Materialien sind biologische...

Im Focus: Computersimulationen stellen bildlich dar, wie DNA erkannt wird, um Zellen in Stammzellen umzuwandeln

Forscher des Hubrecht-Instituts (KNAW - Niederlande) und des Max-Planck-Instituts in Münster haben entdeckt, wie ein essentielles Protein bei der Umwandlung von normalen adulten humanen Zellen in Stammzellen zur Aktivierung der genomischen DNA beiträgt. Ihre Ergebnisse werden im „Biophysical Journal“ veröffentlicht.

Die Identität einer Zelle wird dadurch bestimmt, ob die DNA zu einem beliebigen Zeitpunkt „gelesen“ oder „nicht gelesen“ wird. Die Signalisierung in der Zelle,...

Im Focus: Bayreuther Hochdruck-Forscher entdecken vielversprechendes Material für Informationstechnologien

Forscher der Universität Bayreuth haben ein ungewöhnliches Material entdeckt: Bei einer Abkühlung auf zwei Grad Celsius ändern sich seine Kristallstruktur und seine elektronischen Eigenschaften abrupt und signifikant. In diesem neuen Zustand lassen sich die Abstände zwischen Eisenatomen mithilfe von Lichtstrahlen gezielt verändern. Daraus ergeben sich hochinteressante Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Informationstechnologien. In der Zeitschrift „Angewandte Chemie – International Edition“ stellen die Wissenschaftler ihre Entdeckung vor. Die neuen Erkenntnisse sind aus einer engen Zusammenarbeit mit Partnereinrichtungen in Augsburg, Dresden, Hamburg und Moskau hervorgegangen.

Bei dem ungewöhnlichen Material handelt es sich um ein Eisenoxid mit der Zusammensetzung Fe₅O₆. In einem Hochdrucklabor des Bayerischen Geoinstituts (BGI),...

Im Focus: Von China an den Südpol: Mit vereinten Kräften dem Rätsel der Neutrinomassen auf der Spur

Studie von Mainzer Physikern zeigt: Experimente der nächsten Generation versprechen Antworten auf eine der aktuellsten Fragen der Neutrinophysik

Eine der spannendsten Herausforderungen der modernen Physik ist die Ordnung oder Hierarchie der Neutrinomassen. Eine aktuelle Studie, an der Physiker des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hate Speech bis KI: Online-Forscher_innen aus aller Welt treffen sich zur General Online Research an der HTW Berlin

28.02.2020 | Veranstaltungen

CLIMATE2020 – Weltweite Online-Klimakonferenz vom 23. bis 30. März 2020

26.02.2020 | Veranstaltungen

Automatisierung im Dienst des Menschen

25.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Asteroid in eiserner Rüstung

28.02.2020 | Geowissenschaften

Hate Speech bis KI: Online-Forscher_innen aus aller Welt treffen sich zur General Online Research an der HTW Berlin

28.02.2020 | Veranstaltungsnachrichten

UV-Licht gegen störenden Unterwasserbewuchs – Innovatives Antifouling-System des IOW jetzt reif für Serienproduktion

28.02.2020 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics