Yield: Ausbeute und Streckgrenze in der Werkstoff- und Prozesscharakterisierung

Der Begriff Yield bzw. Yields besitzt in den Materialwissenschaften zwei zentrale, aber klar zu unterscheidende Bedeutungen: (1) die mechanische Streckgrenze eines Werkstoffs und (2) die prozesstechnische Ausbeute, etwa Metallertrag oder quantenphysikalische Effizienzgrößen.

1. Mechanisches Yield (Streckgrenze)
In der Mechanik beschreibt Yield den Übergang vom elastischen zum plastischen Verformungsverhalten. Die zugehörige Kenngröße ist die Streckgrenze (Yield Strength), die über Fließkriterien (z.B. von Mises, Tresca) und Fließfunktionen formalisiert wird. Im Spannungsraum ergeben sich Fließflächen, die den Beginn des plastischen Fließens definieren. Für metallische Werkstoffe ist die Streckgrenze ein zentrales Auslegungskriterium in der Strukturmechanik und für die Lebensdauervorhersage.

2. Prozessbezogenes Yield (Ausbeute)
Prozesstechnisch beschreibt Yield den Anteil eines gewünschten Produkts an Einsatzstoff oder Energie. Beispiele sind Metallerträge in metallurgischen Prozessen, Biomethanerträge in biogenen Umwandlungsketten oder Photolumineszenz-Quantenausbeuten in optoelektronischen Materialien. Hier ist Yield eine Effizienzkennzahl, die für Prozessoptimierung, Metallertragsprognosen und techno-ökonomische Bewertungen wesentlich ist.

In wissenschaftlichen Arbeiten ist die eindeutige Kontextualisierung von Yield essenziell, da mechanisches Fließverhalten und stoffliche bzw. energetische Ausbeuten konzeptionell verschieden sind, obwohl beide Größen für das Design von Werkstoffen und Prozessen gleichermaßen kritisch sind.

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