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Materialographie
Materialographie oder auch Materialografie

Materialographie bedeutet im Allgemeinen die Aufklärung und Darstellung der strukturell-morphologischen Merkmale sowie die qualitative und quantitative Beschreibung des Gefüges von Werkstoffen unter Nutzung mikro- und makroskopischer Verfahren.

Damit ist diese Methodik eine spezielle Disziplin der Werkstoffkunde, die in der Qualitätssicherung, der Schadensfallanalyse und bei der Werkstoffprüfung, -forschung und -entwicklung eingesetzt wird. Hierbei werden alle Methoden zur Gefüge- und Strukturuntersuchung unterschiedlichster Werkstoffe zusammengefasst. Das sind die erforderlichen Präparationsverfahren, die verschiedensten makro- und mikroskopischen Untersuchungsmethoden bis hin zur Elektronen- und Digitalmikroskopie und der hochauflösenden Röntgen- oder Ultraschall-Computertomografie. Das umfasst jedoch auch die Analyse, Bewertung und Dokumentation der Befunde der Untersuchungen zur Darstellung der qualitativen und quantitativen Gefügecharakterisierung bis zur Erstellung von Gefüge-Eigenschafts-Korrelationen.

Um das Gefüge eines Werkstoffs z. B. mikroskopisch oder elektronenmikroskopisch darstellen und bewerten zu können, sind in Abhängigkeit von der Art des Werkstoffes spezielle Präparationstechniken erforderlich. Unterschiede treten zudem auf, wenn das lokale Gefüge oder Bruchflächen untersucht werden sollen. Fehler bei der Präparation führen in der Regel zu Problemen bei der Beurteilung des Werkstoffgefüges. Grundlegende Präparationstechniken, die bei allen Werkstoffen angewandt werden, sind die Probenvorbereitung, wie Sägen oder Fräsen, das Einbetten von Objekten, das Schleifen und Polieren sowie das Ätzen der Oberfläche des Prüfkörpers. Aufgrund der differierenden mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften der Werkstoffe unterscheiden sich schon die Trenntechnologien hinsichtlich verwendbarer Sägeblätter und Schnittgeschwindigkeiten, als auch die Schleif- und Poliertechniken sowie die verwendbaren Ätzmittel.

Noch komplizierter werden die Präparationstechniken, wenn Verbundwerkstoffe aus Kunststoffen und Verstärkungsfasern (Glas-, Kohlenstoff-, Aramid-, Mineral-, Natur- oder Metallfasern) oder solche aus Keramiken und Kunststoffen (Keramik-Klebverbunde oder Keramik-Aramid-Verbunde) sowie Keramik-Metall-Verbindungen charakterisiert werden sollen, wobei teilweise auch Klebverbunde unter Beteiligung von Keramiken, Metallen und polymeren Klebern eingesetzt werden [1]. Bei den meisten Applikationen sind die Stähle oder Kunststoffe die konstruktive Komponente, während die Keramik die funktionelle Komponente darstellt.
Bei diesen Verbunden hängt die materialographische Auswahl der Präparationstechniken davon ab, welche Gefügekomponente (Matrix, Einlagerung oder Grenzfläche) untersucht werden soll.

In Abhängigkeit von den zu charakterisierenden Werkstoffen wird in drei wesentliche Teilgebiete unterschieden:


Literaturhinweise

[1] Ashby, M. F., Jones, D. R. H.: Werkstoffe 2: Metalle, Keramiken und Gläser, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe. Springer Spektrum Verlag, Wiesbaden (2006), 3. Auflage (ISBN 978-3-8274-1709-1)
[2] Petzow, G.: Metallographisches, Keramographisches, Plastographisches Ätzen. (Materialkundlich-technische Reihe; Bd. 1). Borntraeger Verlag, Berlin / Stuttgart (2006), (ISBN 978-3-443-23016-6)
[3] Geels, K., Fowler, D. B., Kopp, W.-U., Rückert, M.: Metallographic and Materialographic Specimen Preparation, Light Microscopy, Image Analysis and Hardness Testing. ASTM International, West Conshohocken, (2006), (ISBN 978-0-8031-4265-7)
[4] Cloeren, H.-H.: Materialographische Präparationstechniken. (2014) 1. Auflage. CTV-Verlag, Lübeck (2014), (ISBN 978-3-9816824-0-3)