Abstract
Die Eigenschaften mehrphasiger Werkstoffe hängen 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 direkte Eigenschaftsmessungen unmöglich oder schwierig und daher aufwendig und/oder ungenau sind. Durch stereologische Gefügeanalyse kann aus solchen Gefügebilden 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 ‐ Aus sagen über Eigenschaftskenngrößen erlauben. Außerdem Verteifen Solche Gefüge‐Eigenschafts‐Beziehungen das physikalische Verständnis für das Verhalten von Werkstoffen mit einer bestimmten Gefüge struktur und ermöglichen so die Vorausberechnung von Eigenschaftsverbesserungen durch Gefügeoptimierung.
Die vorliegende Arbeit behandelt in 4 Teilen die Ableitungen und experimentelle Prüfung quantitativer Beziehungen zwischen der Gefügestruktur und der Leitfähigkeit, dem Elastizitätsmodul sowie dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten zweiphasiger Werkstoffe.
Im vorliegenden 2. Teil wird die Ableitung der Gleichungen beschrieben, die den quantitativen Zusammengang zwischen dem spezifischen elektrischen Widerstand und der Gefügestruktur zweiphasiger Werkstoffe mit Einlagerungsgefüge erfaßt. Berechnete Widerstände werden verglichen mit gemessenen Werten zweiphasiger Werkstoffe aus etwa zwanzig verschiedenen binären Systemen. Die Übereinstimmung zwischen berechneten und gemessenen Wertes ist befriedigend. Dies ist für den Fall des elektrischen Widerstandes zweiphasiger Werkstoffe von besonderer technischer Bedeutung, da die Widerstände zwischen der Grenzkurven für Parallel und Reihenanordnung ihrer Phasen über mehrere Größenordnungen variieren können. Wo sie tatsächlich liegen, hängt allein von ihrer Gefügestruktur, d. h. von ihren Stereologiefaktoren ab. – Die Gleichungen sind besonders einfach für die Berechnung des elektrischen Widerstandes poröser Werkstoffe, bei denen die Poren als eingelagerte Phase betrachtet werden. Für sphärische Poren gilt beispielsweise
^ρ^M = spezifischer elektrischer widerstand der festen Phase;
^ρ^C = spezifischer elektrischer widerstand des porösen Werkstoffes;
^c^D = Porosität.