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 | 594 | 595 | 596 | 597 | 598 | ende

Keramische Kraftwerke

Brennstoffzellen wandeln Wasserstoff und Luft umweltfreundlich in Strom und Wärme um. Ein spezieller Typ mit keramischen Elektroden arbeitet bei hohen Temperaturen sehr effizient auch mit Erdgas. So eignet er sich zum Einsatz in Blockheizkraftwerken. Wasserstoff ist der Energieträger der Zukunft. Er ist unerschöpflich verfügbar und bei seiner Verbrennung entsteht das Treibhausgas Kohlendioxid überhaupt nicht. Ebenso umweltfreundlich wandeln Brennstoff 13.11.2000 | nachricht Nachricht

Nickelfreie Sinterstähle

Getriebeteile im Auto sind hochbelastete Bauteile. Um wirtschaftliche Vorteile zu erzielen, werden diese Teile aus Sinterstählen gefertigt, die ihre besondere Festigkeit etwa durch Zusatz von Nickel erhalten. Nun gibt es einen gesundheits- und umweltfreundlichen nickelfreien Ersatz. Wenn tonnenschwere Lkws oder Traktoren anfahren oder in einen höheren Gang geschaltet werden, dann knirscht es schon mal im Getriebe. Selbst in einem Pkw sind Maschinen- un 13.11.2000 | nachricht Nachricht

Transparente Scheibenheizung

Der Winter steht vor der Tür. Ein Übel der kalten Jahreszeit sind beschlagene und zugefrorene Autoscheiben. Fraunhofer-Forscher entwickelten ein Verfahren, mit dem sie transparente und leitfähige Schichten herstellen können - die ideale Scheibenheizung. Allüberall werben Reifenhändler für neue Winterreifen. Ein deutliches Zeichen dafür, dass die nasse und kalte Jahreszeit mit Riesenschritten heraneilt. Mit sich bringt sie zugefrorene, kaum frei gekratzte 13.11.2000 | nachricht Nachricht

ACCESS rüstet sich mit ´SGI Origin´ für neue Herausforderungen bei der Gieß-Simulation

Mit dem Compute-Server realisiert der Ingenieur-Dienstleister erweiterte Möglichkeiten des virtuellen Experimentierens München, 27. Sept. 2000 - ACCESS e.V. in Aachen, Anbieter von Ingenieurleistungen für Material- und Prozess-Entwicklung im Bereich Gießtechnik, installiert ein Serversystem ´SGI Origin 2200´ - und baut damit seine Infrastruktur für numerische Simulation und High-Performance-Computing (HPC) deutlich aus. Durch die Anschaffung des mit 8 Prozessoren aus 09.11.2000 | nachricht Nachricht

Hallesche und Leipziger Wissenschaftler erforschen oxidische Grenzflächen

Neue Forschergruppe der DFG in Halle Am 27. Juni 2000 beschloss der Hauptausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), in Halle eine Forschergruppe "Oxidische Grenzflächen" einzurichten. Die neue Forschergruppe wird sich mit der Physik oxidischer Grenz- und Oberflächen und mit neuartigen Phänomenen in diesen Systemen beschäftigen. So wird die Basis für die Entwicklung neuer Materialien geschaffen, die in zukünftigen Anwendungen eine außerordentlich 06.11.2000 | nachricht Nachricht

Saarbrücker Werkstoffwissenschaftler optimieren Titanimplantate

Neue Erkenntnisse in der Forschung zur Herstellung maßgeschneiderter Titanimplantate ziehen erneute DFG-Förderung nach sich Das neue, von der DFG genehmigte Schwerpunktprogramm 1100 zum Thema "Grenzflächen zwischen Werkstoff und Biosystem" wurde von Professor Dr. Jürgen Breme, Lehrstuhl für Metallische Werkstoffe, Universität des Saarlandes, mitinitiiert. Die DFG unterstützt im Rahmen dieses Schwerpunktprogramms zwei neue Projekte der Saar-Uni. Sie schließen d 03.11.2000 | nachricht Nachricht

Ein Gütesiegel für Membranen

Akkreditierte Membrancharakterisierung: Mit standardisierten Prüfverfahren untersucht das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB Standzeit und Leistungsvermögen von Membranchargen und entlarvt Membranschäden. Technische Membranen sind aus der Medizintechnik, z. B. als künstliche Niere, wie auch aus der industriellen Produktion vieler Lebensmittel und Getränke, z. B. zur Aufarbeitung von Bier, nicht mehr wegzudenken. Aber auch zum Recycling von Säuren oder B 30.10.2000 | nachricht Nachricht

Neue Spitzenwerte bei Supraleitern für die Energietechnik

Das Institut für Festkörper und Werkstoffforschung Dresden und die THEVA GmbH München präsentieren neue Spitzenwerte der kritischen Stromdichte bei supraleitenden Bändern für die Energietechnik: 1,3 Megaampere pro Quadratzentimeter auf längeren Bändern mit einem für die industrielle Anwendung geeigneten Verfahren Supraleitung - das ist Stromfluss ohne elektrischen Widerstand. Bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (-273 °C) ist das für Physiker nichts Besonderes. Inzwischen gi 27.10.2000 | nachricht Nachricht

Auf dem Weg zu intelligenten Werkstoffen

Nach dem Vorbild der Natur wollen Forscher und Techniker Materialien entwickeln, die sich mit Hilfe von integrierten Sensoren, Aktuatoren und Regelungstechnik selbstständig an ihre Umwelt anpassen. Diese adaptiven Werkstoffe eignen sich, Schwingungen zu dämmen, Lärm zu reduzieren oder Treibstoff zu sparen. Im Institutionen übergreifenden Forschungsverbund »Adaptronik« werden Grundlagen und Anwendungen für diesen Typ intelligenter Materialien entwickelt. Für seine herausragenden wissenschaftlichen 25.10.2000 | nachricht Nachricht

Mit einem Blick die Werkstoff-Qualität erkennen / Wertvolle Stoffe ungefährlich synthetisieren

Zwei Forschungsprojekte an FH Aalen gefördert (24.10.00) Die Fachhochschule Aalen war erneut erfolgreich beim Einwerben so genannter Drittmittel. Gerade bewilligte die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) Gelder für zwei weitere Forschungsprojekte, die in den kommenden 18 Monaten mit jeweils fast 200.000 Mark gefördert werden. Die Forschungsmittel entstammen dem Programm "Anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung an Fachhochschulen" des Bu 24.10.2000 | nachricht Nachricht
Seite anfang | 594 | 595 | 596 | 597 | 598 | ende

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

Im Focus: Eine Fernsteuerung für alles Kleine

Atome, Moleküle oder sogar lebende Zellen lassen sich mit Lichtstrahlen manipulieren. An der TU Wien entwickelte man eine Methode, die solche „optischen Pinzetten“ revolutionieren soll.

Sie erinnern ein bisschen an den „Traktorstrahl“ aus Star Trek: Spezielle Lichtstrahlen werden heute dafür verwendet, Moleküle oder kleine biologische Partikel...

Im Focus: Atome hüpfen nicht gerne Seil

Nanooptische Fallen sind ein vielversprechender Baustein für Quantentechnologien. Forscher aus Österreich und Deutschland haben nun ein wichtiges Hindernis für deren praktischen Einsatz aus dem Weg geräumt. Sie konnten zeigen, dass eine besondere Form von mechanischen Vibrationen gefangene Teilchen in kürzester Zeit aufheizt und aus der Falle stößt.

Mit der Kontrolle einzelner Atome können Quanteneigenschaften erforscht und für technologische Anwendungen nutzbar gemacht werden. Seit rund zehn Jahren...

Im Focus: Der direkte Weg zur Phosphorverbindung: Regensburger Chemiker entwickeln Katalysemethode

Wissenschaftler finden effizientere und umweltfreundlichere Methode, um Produkte ohne Zwischenstufen aus weißem Phosphor herzustellen.

Pflanzenschutzmittel, Dünger, Extraktions- oder Schmiermittel – Phosphorverbindungen sind aus vielen Mitteln für den Alltag und die Industrie nicht...

Im Focus: Atoms don't like jumping rope

Nanooptical traps are a promising building block for quantum technologies. Austrian and German scientists have now removed an important obstacle to their practical use. They were able to show that a special form of mechanical vibration heats trapped particles in a very short time and knocks them out of the trap.

By controlling individual atoms, quantum properties can be investigated and made usable for technological applications. For about ten years, physicists have...

Im Focus: Neu entwickeltes Glas ist biegsam

Eine internationale Forschungsgruppe mit Beteiligung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften hat ein Glasmaterial entwickelt, das sich bei Raumtemperatur bruchfrei verformen lässt. Das berichtet das Team aktuell in "Science". Das extrem harte und zugleich leichte Material verspricht ein großes Anwendungspotential – von Smartphone-Displays bis hin zum Maschinenbau.

Gläser sind ein wesentlicher Bestandteil der modernen Welt. Dabei handelt es sich im Alltag meist um sauerstoffhaltige Gläser, wie sie etwa für Fenster und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage 2020: „Mach es einfach!“

18.11.2019 | Veranstaltungen

Humanoide Roboter in Aktion erleben

18.11.2019 | Veranstaltungen

1. Internationale Konferenz zu Agrophotovoltaik im August 2020

15.11.2019 | Veranstaltungen

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

Neuer Weg entdeckt, um Killerzellen «umzuprogrammieren»

19.11.2019 | Biowissenschaften Chemie

Supereffiziente Flügel heben ab

19.11.2019 | Materialwissenschaften

Energiesysteme neu denken - Lastmanagement mit Blockheizkraftwerk

19.11.2019 | Energie und Elektrotechnik

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