Unter Additionen bzw. Zusätzen versteht man in der Werkstofftechnik gezielte, meist geringfügige Stoffzugaben zu Metallen, Keramiken oder Polymeren, um deren Gefüge und Eigenschaften zu modifizieren. Dies umfasst sowohl chemische Reaktionen (z.B. Additionsreaktionen) als auch nicht‑reaktive Legierungs- oder Dotierzusätze.
In metallischen Werkstoffen werden Zusätze wie Lanthan, Scandium, Magnesium, Mangan, Silber oder Stickstoff typischerweise in Konzentrationen von Spuren bis wenigen Massenprozent eingesetzt. Sie beeinflussen Kristallstruktur, Ausscheidungshärtung, Korrosions- und Kriechverhalten sowie Gieß- und Schweißeignung. Beispielsweise führt die Sc‑Zugabe zu Aluminiumlegierungen zu einer verfeinerten Kornstruktur und erhöhter Festigkeit, während Lanthanumzugaben in Magnesium- oder Nickelbasislegierungen die Hochtemperaturstabilität verbessern können. Stickstoffzugaben in Stählen wirken als Austenitstabilisator und Festigkeitssteigerer.
Im Gießereiwesen bezeichnet man gezielte Inokulantenzugaben als Mittel zur Steuerung der Erstarrungsmorphologie, etwa zur Erzeugung feinkörniger oder kugelgraphitischer Gefüge. Standardzugaben und Co‑Zusätze dienen der reproduzierbaren Einstellung definierter Spezifikationen (z.B. Kohlenstoffäquivalent, Reinheitsgrad, Desoxidation).
In polymeren Systemen umfasst der Begriff Addition sowohl chemische Additionsreaktionen (z.B. radikalische oder Michael‑Addition bei Vernetzungen und Modifizierungen von Polymeren) als auch physikalisch wirkende Additive (Weichmacher, Stabilisatoren, Füllstoffe). Additionsreaktionen verlaufen stöchiometrisch ohne Abspaltung kleiner Moleküle und erlauben eine präzise Steuerung von Netzwerkarchitektur und Funktionalisierung.
Die Auslegung von Zusätzen erfordert ein tiefes Verständnis von Thermodynamik, Kinetik und Defektchemie, da schon geringe Änderungen der Zusammensetzung zu signifikanten Änderungen der Mikrostruktur und damit der makroskopischen Werkstoffeigenschaften führen.
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