Luftfeuchtigkeit und ihre Wirkung auf Werkstoffe

Luftfeuchtigkeit bezeichnet den Gehalt an Wasserdampf in der Luft und wird in der Werkstofftechnik vor allem als relative Luftfeuchtigkeit (RH) spezifiziert. Sie ist ein zentraler Umweltparameter, da Wasser in Gasform, gelöst als dünner Film oder kondensiert massiv die chemische und physikalische Stabilität von Werkstoffen beeinflusst.

Für Metalle ist Luftfeuchtigkeit ein treibender Faktor der Korrosion. Oberflächenadsorbierte Wasserschichten ermöglichen Ionentransport und elektrochemische Reaktionen; oberhalb einer materialspezifischen kritischen relativen Feuchte bilden sich zusammenhängende Elektrolytfilme. In Kombination mit Schadgasen (z. B. SO₂, Cl⁻) verstärkt hohe Luftfeuchtigkeit die Korrosionsgeschwindigkeit deutlich.

In Polymeren und Faserverbundwerkstoffen wirkt Wasserdampf als Weichmacher oder führt zu Hydrolyse. Sorption von Feuchtigkeit verändert Glasübergangstemperatur, Elastizitätsmodul, Kriechverhalten und dielektrische Eigenschaften. Für hygroskopische Werkstoffe (Holz, Naturfasern, bestimmte Polymere und Keramiken) verursacht Feuchtesorption Quellung, Schrumpfung und damit Dimensionsänderungen sowie Eigenspannungen.

In der Diffusions- und Alterungsanalyse wird Luftfeuchtigkeit über Sorptionsisothermen, Diffusionskoeffizienten und Permeationsraten quantifiziert. Gekoppelte Temperatur‑Feuchte‑Zyklen sind Standard in Zuverlässigkeitsprüfungen (z. B. 85 °C/85 % RH für Elektronik). Präzise Feuchtigkeitskontrolle durch Klimakammern und Normklimate ist notwendig, um Feuchtigkeitseinflüsse zu separieren und reproduzierbare Materialkennwerte zu erhalten.

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