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News zu Werkstoff

In der heutigen Werkstoffkunde unterscheidet man im Allgemeinen fünf Werkstoffgruppen:

  • Metalle (zum Beispiel Eisen, Stahl, Kupfer, Aluminium)
  • Nichtmetalle (zum Beispiel Graphit, Kohlenstoff)
  • organische Werkstoffe (zum Beispiel Holz, Kunststoff)
  • anorganische nichtmetallische Werkstoffe (zum Beispiel Keramik, Glas)
  • Halbleiter (zum Beispiel Silicium)

Der Einsatz von Werkstoffen zieht sich bereits durch die gesamte Vorgeschichte der Menschheit. Das Material für einen Faustkeil (Stein) ist ein Werkstoff und ein Charakteristikum der Steinzeit. Es gehört mit Holz zu den ältesten Naturwerkstoffen, die es gibt. Um 10.000 v.Chr. wurde zum ersten mal Keramik hergestellt. Es ist der älteste künstliche Werkstoff.

Im 8. Jahrtausend v. Chr. begann die technische Nutzung von Metallen. Zunächst wurde mit gediegenen (elementar vorkommenden) Metallen wie Gold, Silber und Kupfer gearbeitet. Der Gebrauchswert dieser Werkstoffe war jedoch noch zu gering, was zur Entdeckung und Herstellung der ersten Legierung, nämlich der Bronze, führte. Die Herstellung von Bronze setzt bereits einen fortschrittlichen Bergbau zur Bereitstellung von Kupfer- und Zinnerzen voraus. Außerdem waren Verhüttungs­techniken nötig. Die immer bessere Beherrschung dieser Technologien führte schließlich dazu, dass auch Eisen verhüttet werden konnte. Nach dem Dreiperiodensystem werden die jeweiligen Perioden nach den fortschrittlichsten eingesetzten Werkstoffen bezeichnet (siehe auch Hauptartikel Archäometallurgie). Parallel dazu wuchs mit der Entstehung von Siedlungen und Städten der Bedarf nach Werkstoffen für das Bauwesen (Stein, Holz), Hieb- und Stichwaffen, Münzen (Metalle) und Haushaltsgegenständen (zum Beispiel Keramikgefäße, Glas­kunst).

Typische Themen der Werkstofftechnik grenzen sich von verfahrens- oder fertigungstechnischen Aspekten ab, indem sie deutlich auf die eigentliche Entwicklung von verbesserten oder neuartigen Werkstoffen fokussieren. Darunter fallen mit der metallurgischen, thermischen und thermomechanischen Behandlung von Werkstoffen sämtliche Aspekte der Wärmebehandlung in der Werkstofftechnik im schmelzflüssigen oder erstarrten Zustand, aber auch die klassische Legierungsforschung und verschiedenste Aspekte des Recyclings mit Bezug auf werkstofftechnisch-metallurgische Fragestellungen. Auf dem Gebiet des Sinterns als Herstellungsroute von Werkstoffen werden vielfältige Forschungs- und Entwicklungsthemen zu den beiden dominanten Werkstoffklassen der keramischen und metallischen Werkstoffe betrachtet. In dem weiten Feld der Verbundwerkstoffe reicht das Themenspektrum von Werkstoffen mit metallischer, keramischer und polymerer Matrix bis hin zur Verstärkung durch Teilchen, Kurzfasern oder Langfasern einschließlich Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe.

Die mechanischen Eigenschaften spielen bei Konstruktionswerkstoffen eine dominante Rolle und stellen ein weiteres Themengebiet dar. Darunter fallen werkstoffmechanische Fragestellungen auf der Makroskala einschließlich thermomechanischer Beanspruchung sowie das Themenfeld der Tribologie. Schließlich werden die werkstofftechnischen Aspekte der Beschichtung oder Modifizierung von Oberflächen einschließlich werkstofftechnischer Korrosionsforschung unter dem Begriff Beschichtungs- und Oberflächentechnik zusammengefasst.

Durch das breite Spektrum seiner Thematiken und die vielseitigen Anknüpfungsmöglichkeiten zu anderen Disziplinen bietet das Fachgebiet der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik viele Berufsaussichten in der freien Wirtschaft, in Forschungsinstituten, an Hochschulen, technischen Überwachungsanstalten sowie im öffentlichen Dienst, beispielsweise in Materialprüfämtern. Die Tätigkeitsfelder in der Industrie umfassen sämtliche Bereiche von der Gewinnung und Veredelung über die Herstellung und Verarbeitung bis hin zum Recycling von Werkstoffen. Dazu zählen zahlreiche Tätigkeiten in der Forschung und Entwicklung, Simulation und Modellierung, Konstruktion und Berechnung, Herstellung und Verarbeitung sowie in der Qualitätssicherung, Schadensanalyse und betrieblichen Überwachung.

Zu den beteiligten Branchen gehören unter anderem werkstoffherstellende und -verarbeitende Industrie, Maschinenbau, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Kunststoffindustrie, chemische Industrie, Elektroindustrie, Energietechnik, Mikroelektronik, Medizintechnik oder Umweltschutz.

Thyssenkrupp-Chef verteidigt Aufspaltungspläne

Thyssenkrupp-Chef Guido Kerkhoff hat die Entscheidung zur Aufspaltung des Unternehmens verteidigt. „Die Teilung in die verbliebenen Werkstoffbereiche und in die Industriegütergeschäfte ist eine Fortsetzung des Weges, den wir bisher schon eingeschlagen haben“, sagte Kerkhoff am Montag dem Fernsehsender n-tv. „So wird es uns gelingen, mit zwei starken, einem Werkstoff- und …

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Bauexperte: Deutschlands Brücken verrotten gefährlich

Nach der Katastrophe in Genua werden auch in Deutschland Zweifel an der Stabilität von Autobahnbrücken laut. „Unsere Brücken verrotten gefährlich, ein Einsturzrisiko kann inzwischen nicht mehr ausgeschlossen werden“, sagte Brückenexperte Richard J. Dietrich dem „Redaktionsnetzwerk Deutschland“ (Mittwochausgaben). Der Architekt, der selbst zahlreiche Brückenbauten verantwortet, sieht vor allem im überwiegend verwendeten …

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Voestalpine-Chef sieht in Trumps Handelspolitik Chance für Europa

Voestalpine-Chef Wolfgang Eder sieht in der protektionistischen Industrie- und Handelspolitik von US-Präsident Donald Trump auch eine Chance für Europa: „Ich bin ein überzeugter Verfechter des freien Handels und tue mich daher sehr schwer, seine Entscheidungen nachzuvollziehen. Seine Art hat aber vielleicht insofern etwas Positives, als sie hoffentlich auch die Politik …

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Industrie 4.0 bietet Chancen für die Region Magdeburg

Industrie 4.0 bietet wichtige Chancen für die Region um Magdeburg, aber die Region verschenkt sie noch. Das sagt Prof. Sven Jüttner, Leiter des Instituts für Werkstoff- und Fügetechnik der Otto-vor-Guericke-Universität, am Rande der 32. Rohrleitungstagung des FDBR Fachverbands Anlagenbau. Jüttner eröffnete die Tagung mit seinem Vortrag „Industrie 4.0 – Bedeutung …

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Beamter warnte frühzeitig vor G36-Mängeln

Ein Beamter des damaligen Bundesamtes für Wehrtechnik und Beschaffung (BWB) hat laut eines Bericht der „Bild am Sonntag“ bereits 2006 vor Mängeln beim Gewehr G36 gewarnt. Der Waffen- und Munitionsexperte habe durch ein Gutachten feststellen lassen, dass für die Herstellung des Sturmgewehrs ein ungeeigneter Werkstoff verwendet werde. Als Reaktion sei …

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Verteidigungsministerium wurde 2011 vor G36-Problemen gewarnt

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Berlin – Die Spitze des Bundesverteidigungsministeriums war offenbar spätestens seit Januar 2011 über mögliche Mängel des Sturmgewehrs G36 informiert. Das berichtet der „Stern“ in seiner am Donnerstag erscheinenden Ausgabe unter Berufung auf einen geheimen Bericht des Bundesrechnungshofs vom Juni 2014. Sonderermittler des Verteidigungsministeriums berichteten demnach bereits Ende Januar 2011 dem …

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Biokunststoffe – wo „Bio“ draufsteht ist nicht immer Bio drin

Strohhalme Kunststoff

Berlin – Kunststoffe spielen eine zentrale Rolle in unserem Leben. Unsere moderne Welt ist ohne sie kaum noch vorstellbar. Das zunehmende ökologische Problem, das uns der Wunderstoff des 20. Jahrhunderts beschert, bereitet aber Kopfzerbrechen. Sogenannte Biokunststoffe sollen die innovative Lösung sein. Bislang sieht jedoch das Umweltbundesamt keine Vorteile gegenüber herkömmlichen …

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Die Erfindung der modernen Plastikverpackungen

Plastikflaschen Recycling

Berlin – Ob Shampoo, Wasser oder Äpfel, nahezu jedes Produkt kann man heutzutage in einer Plastikverpackung kaufen. Dabei kannte noch vor hundert Jahren niemand solche Verpackungen. 1915 wurden Produkte vorwiegend durch Papier, Metall oder Glas geschützt. Die für moderne Verpackungen bedeutsamen Kunststoffe Polyethylen (PE) und Polyvinylchlorid (PVC) waren damals zwar …

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Heraeus kauft Patent der Universität Saarland

Metallschmelzen, die beim Abkühlen nicht kristallisieren, sondern zu metallischem Glas erstarren, haben besondere Eigenschaften: Sie sind hart wie Stahl, zugleich aber formbar und hoch elastisch wie Kunststoff. An der Universität des Saarlandes erforschen Werkstoffwissenschaftler um Professor Ralf Busch diese Legierungen aus unterschiedlichen Metallen. Sie möchten so Werkstoffe mit idealen Eigenschaften …

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