Zum Zusammenhang zwischen Eigenschaften und Gefügestruktur mehrphasiger Werkstoffe Teil I: Zielsetzung, Kenntnisstand und stereologische Beschreibung der Gefügestruktur

Die Eigenschaften mehrphasiger Werkstoffe hangen von den Eigenschaften ihrer Phasen und deren Geometrie und geometrischer Anordnung (Gefügestruktur) ab. Mikroskopische Gefügebilder mehrphasiger Werkstoffe sind vielfach auch dann verfügbar, wenn der Werkstoff extremen Zustandsbedingungen ausgesetzt ist (z. B. hohe Temperaturen, radioaktive Strahlung), unter denen Eigenschaftsmessungen unmöglich oder schwierig und daher aufwendig und/oder ungenau sind. Durch stereologische Gefügeanalyse kann aus solchen Gefügebildern die Gefügestruktur ermittelt werden. – Die Kenntnis des quantitativen Zusammenhangs zwischen Gefügestruktur und Eigenschaften würde dann die direkte Messung von Eigenschaftskenngrößen ersetzbar machen durch eine stereologische Gefügeanalyse. Da dies nicht nur für extreme Zustandsbedingungen gilt, würde die stereologische Gefügeanalyse in der konventionellen Qualitätskontrolle, ebenfalls ohne Eigenschaftsmessungen, Aussagen über Eigenschaftskenngrößen erlauben. Außerdem vertiefen solche Gefüge‐Eigenschafts‐Beziehungen das physikalische Verständnis des Verhaltens von Werkstoffen mit bestimmter Gefügestruktur und ermöglichen die Vorausberechnung von Eigenschaftsverbesserungen durch Gefügeoptimierung. Diese Arbeit handelt in 4 Teilen die Ableitung und experimentelle Prüfung quantitativer Beziehungen zwischen der Gefügestruktur und der Leitfähigkeit, dem Elastizitätsmodul sowie dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten zweiphasiger Werkstoffe. Im vorliegenden 1. Teil wird die quantitative Beschreibung des räumlichen Aufbaus zweiphasiger Werkstoffe mit Einlagerungsgefüge durch drei Stereologiefaktoren erörtert: – den Konzentrationsfaktor – den Formfaktor – den Orientierungsfaktor Die Definition dieser Stereologiefaktoren und ihre Ermittlung aus stereologischen Gefügeanalysen erfolgt so, daß sie den Etnfluß der Gefügestruktur durch Konzentration, Form und Orientierung der Phasen in Gefüge‐Eigenschafts‐Gleichungen richtig wiedergeben.