Gasblasen (Bubbles) bezeichnen abgeschlossene Gasvolumina in Flüssigkeiten, Schmelzen oder Festkörpern. In der Werkstofftechnik sind sie ein zentraler Defekt- und Strukturparameter, der mechanische, thermische und optische Eigenschaften stark beeinflussen kann.
In Metallschmelzen entstehen Blasen typischerweise durch gelöste Gase (z. B. H2 in Aluminium), die bei Übersättigung ausscheiden. Die Blasenbildung wird durch Löslichkeit, Temperatur, Druck sowie Oberflächen- und Grenzflächenspannung bestimmt. Dominierende Prozesse sind Keimbildung (homogen oder heterogen an Einschlüssen) und anschließendes Blasenwachstum durch Diffusion und Koaleszenz.
In erstarrten Metallen und Legierungen manifestieren sich Gasblasen als Poren. Sie wirken als Kerbstellen, reduzieren Festigkeit und Bruchzähigkeit und können die Ermüdungslebensdauer drastisch verkürzen. In Guss- und Additivprozessen ist daher die Kontrolle der Gasaufnahme und Entgasung (z. B. Vakuumbehandlung, Schutzgase) entscheidend.
In Gläsern und Polymeren werden Blasen teils als Defekte, teils funktional genutzt. Geschäumte Polymere oder Metallschäume basieren gezielt auf stabilisierten Gasblasen, die Dichte, Wärmeleitfähigkeit und Schallabsorption einstellen. Hier sind Blasengrößenverteilung, Volumenanteil und Stabilität zentrale Strukturparameter.
Auf mikroskopischer Skala treten Blasen auch als Helium- oder Wasserstoffblasen in bestrahlten oder wasserstoffbelasteten Werkstoffen auf. Diese nanoskaligen Kavitäten führen zu Volumenschwellung, Versprödung und Kriechverhalten, insbesondere in kerntechnischen Anwendungen.
Die quantitative Charakterisierung von Blasen erfolgt unter anderem mittels Röntgen- oder Neutronentomographie, Elektronenmikroskopie sowie akustischen und optischen Methoden. Modellierung und Simulation (z. B. Phasendiagramme, Diffusions- und Blasenwachstumsmodelle) sind essenziell, um Blasenbildung gezielt zu steuern oder zu unterdrücken.
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