Säuren spielen in der Werkstoffkunde eine zentrale Rolle, sowohl als Reagenzien in der Synthese und Verarbeitung von Werkstoffen als auch als Medien der Korrosion und Oberflächenmodifikation. Im engeren Brønsted-Begriff sind Säuren Protonendonatoren, im Lewis-Sinn Elektronenpaarakzeptoren. Beide Konzepte sind für das Verständnis säureinduzierter Reaktionen an metallischen, keramischen und polymeren Werkstoffen relevant.

Typen von Säuren: Mineralische Säuren wie Salzsäure (HCl), Schwefelsäure (H₂SO₄) und Salpetersäure (HNO₃) werden häufig zur Beizung, Reinigung und Aktivierung metallischer Oberflächen eingesetzt. Flusssäure (HF) ist aufgrund ihrer Fähigkeit, Silicate und Oxide zu lösen, ein wichtiges, aber extrem gefährliches Ätzmittel in der Glas- und Halbleitertechnik. Organische Säuren wie Essigsäure oder Zitronensäure dienen u.a. als komplexbildende Agenzien, pH-Puffer oder als mildere Beizmedien.

Reaktivität und Korrosion: Säuren greifen Metalle durch Protonenreduktion und Metallauflösung an, wobei Wasserstoffentwicklung und Bildung gelöster Metallionen auftreten. In stärker oxidierenden Systemen (z.B. Salpetersäure, Aqua regia) kommt es zusätzlich zu passivierender oder auflösender Oxidbildung. Die spezifische Korrosionskinetik hängt von Säurestärke, Anionentyp, Komplexbildung und Temperatur ab.

Lewis-Säuren: Lewis-Säuren wie AlCl₃ oder BF₃ wirken als Katalysatoren bei Polymerisations‑, Veretzungs‑ und Substitutionsreaktionen und sind wichtig für maßgeschneiderte Polymer- und Keramikpräcursoren. Auch Metalloxide an Oberflächen können sich als Lewis-saure Zentren verhalten und die Adhäsion oder Katalyse an Grenzflächen bestimmen.

Ein präzises Verständnis von Säurestärke, Speziesbildung und Reaktionsmechanismen ist essenziell für die Kontrolle von Ätzprozessen, Korrosionsschutzstrategien und chemischen Syntheserouten in der Werkstoffentwicklung.