Stoffeigenschaft ändern

Unter dem Begriff Stoffeigenschaft ändern werden spezielle Fertigungsverfahren verstanden, die gezielt die Eigenschaften eines Materials wie seine Härte, Festigkeit oder Elastizität beeinflussen. Dies wird durch Veränderung der submikroskopischen bzw. atomaren Strukturen des Materials infolge einer Umwandlung des Materialgefüges oder durch das Einbringen oder Aussondern von Stoffteilchen erreicht.

Der Bereich gliedert sich in folgende Untergruppen:

• Verfestigen durch Umformen: Bei dieser Art Verfahren wird die Festigkeit eines Körpers durch Umformen des Materials beeinflusst. Beispiele hierfür sind Verfestigungsprozesse infolge von Walzen oder Schmieden.
• Wärmebehandeln: Beim Wärmebehandeln wird das Gefüge des Materials durch Temperatureinflüsse verändert. Beispiele hierfür sind das Glühen oder Härten von Stählen.
• Thermo-mechanisches Behandeln: Im Rahmen des thermo-mechanischen Behandelns wird das Gefüge des Materials gleichzeitig durch thermische Einflüsse und Verformung geändert. Ein Beispiel für ein thermo-mechanisches Verfahren ist das sogenannte Austenitformhärten.
• Sintern, Brennen: Beim Sintern wird pulverförmiges oder einkörniges Material durch Erwärmen zusammengebacken. Dabei auftretende Diffusionsprozesse zwischen den Materialien können die Eigenschaften derselben verändern. Ein Anwendungsbeispiel hierfür ist die Herstellung von Gleitlagern.
• Magnetisieren: Hierbei wird der Magnetismus von magnetisierbaren Materialien wie Eisen, Cobalt oder Nickel verändert. Auf das Verfahren wird beispielsweise bei der Herstellung bestimmter Elektromotoren oder Festplatten zurückgegriffen.
• Bestrahlen: Beim Bestrahlen werden Stoffeigenschaften durch Bestrahlung verändert, beispielsweise durch Elektronenstrahlen. Ein Beispiel ist die Sterilisierung von Oberflächen.
• Photochemische Verfahren: Bei den photochemischen Verfahren werden durch Lichteinfall photochemische Prozesse ausgelöst, die die Eigenschaften von Material verändern. Beispiele sind das Belichten von Leiterplatten oder von Filmen.

Der Energiebedarf spielt im Bereich der Veränderung von Stoffeigenschaften insbesondere bei den thermischen Prozessen wie Glühen, Härten oder Vergüten eine wichtige Rolle. Ansatzpunkte zur Verbesserung der Energieeffizienz bestehen hier unter anderem im gezielten Wärmeintrag in die Materialien, in der Optimierung der Anlagentechnik und Prozessparameter oder in der Abwärmenutzung.