Sprödigkeit beschreibt die Anfälligkeit eines Materials, ohne signifikante plastische Verformung zu brechen, wenn es einer Belastung ausgesetzt wird. In der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ist dies ein kritischer Faktor, da es die Auswahl und Anwendung von Materialien in verschiedensten Industrien beeinflusst. Spröde Materialien, wie Glas und einige hochfeste Legierungen, zeigen keine Dehnung oder Flexibilität unter Spannung.
Ein sprödes Verhalten ist oft mit einer hohen Härte und Festigkeit verbunden, doch es fehlt an Zähigkeit, d.h., die Fähigkeit, Energie zu absorbieren und plastisch zu verformen, bevor der Bruch eintritt. Eines der bekanntesten Beispiele für sprödes Verhalten ist das Versagen von Fensterglas bei plötzlicher Belastung.
Spröde intergranulare Facetten treten in poly-kristallinen Werkstoffen auf, wenn die Bruchfläche entlang der Korngrenzen verläuft, was zu einer verminderten mechanischen Festigkeit führt. Dies ist besonders in Legierungen relevant, wo bestimmte chemische Zusammensetzungen die Neigung zur Sprödigkeit erhöhen können. Diese Art der Sprödigkeit wird als Legierungssprödigkeit bezeichnet.
Sprödigkeit kann durch verschiedene Mechanismen beeinflusst werden, einschließlich Verunreinigungen, thermische Behandlung und mikrostrukturelle Veränderungen. Beispielsweise können winzige Risse und Fehler innerhalb des Materials bei niedrigen Temperaturen zu sprödem Verhalten führen, ein Phänomen, das als tieftemperaturinduzierte Sprödigkeit bekannt ist.
Vermeidung und Kontrolle von Sprödigkeit sind wesentliche Aspekte der Materialverarbeitung und -anwendung. Die Zugabe von Legierungselementen wie Nickel in Stahl kann die Zähigkeit erhöhen und Sprödigkeit reduzieren. Bei Polymerschäumen kann die Kontrolle der Zellstruktur zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften beitragen.
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