Werkstoffattribute und ihre charakteristische Bedeutung

Begriff und Einordnung
In der Werkstofftechnik bezeichnet der Begriff Attribute die Gesamtheit der beschreibenden Merkmale eines Werkstoffs, einer Mikrostruktur, eines Bauteils oder eines Simulationsmodells. Attribute können skalare, vektorielle oder tensorielle Größen sein und umfassen sowohl messbare Eigenschaften als auch qualitative Kennzeichnungen.

Typen von Attributen
Wesentlich ist die Unterscheidung zwischen:

1. Intrinsischen Attributen (stoffimmanent):
z. B. Dichte, Schmelzpunkt, elastische Konstanten, Gitterstruktur, chemische Zusammensetzung. Diese sind unabhängig von der Probengeometrie und äußeren Randbedingungen.

2. Extrinsischen Attributen (zustandsabhängig):
z. B. Korngrößenverteilung, Eigenspannungszustand, Defektdichte, Porosität, Textur. Sie resultieren aus Herstellungsprozessen, Wärmebehandlungen und mechanischer Historie.

Darüber hinaus werden anwendungsorientiert funktionale Attribute (z. B. elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Ermüdungsfestigkeit) und technologische Attribute (z. B. Umformbarkeit, Schweißbarkeit, Zerspanbarkeit) unterschieden.

Rolle in Modellierung, Charakterisierung und Datenwissenschaft
In numerischen Modellen (z. B. Finite-Elemente- oder Phasenfeldsimulationen) dienen Attribute als Eingangs- und Ausgangsgrößen, die das Materialverhalten formal beschreiben. In der experimentellen Werkstoffcharakterisierung werden Messgrößen als Attribute strukturiert, um Vergleichbarkeit, Normierung und Unsicherheitsbewertung zu ermöglichen.

Im Kontext von Materials Informatics und Machine Learning sind Attribute (oft als features bezeichnet) zentrale Träger von Information: sie repräsentieren Werkstoffe, Prozesse und Einsatzbedingungen in hochdimensionalen Merkmalsräumen und bilden die Grundlage für datengetriebene Struktur-Eigenschafts-Beziehungen sowie inverse Werkstoffentwicklung.

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