Begriff und Funktion: In der Werkstoffwissenschaft bezeichnen „Marker“ physische oder chemische Kennzeichner, die gezielt in oder auf ein Material eingebracht werden, um bestimmte Prozesse, Strukturen oder Verläufe nachverfolgen zu können. Sie dienen zur räumlichen oder zeitlichen Referenzierung, zur Quantifizierung von Transportprozessen sowie zur Identifikation von Materialzuständen.

Typen von Markern: Man unterscheidet u. a. strukturelle Marker (z. B. Einschlüsse, künstliche Partikel, Korngrenzenmarkierungen), chemische Marker (Dotierstoffe, Isotopenmarker, Tracer) und funktionale Marker wie fluoreszierende oder magnetische Partikel. In mechanischen Versuchen werden häufig Oberflächenmarker (z. B. Punktmuster) zur Dehnungsfeldanalyse eingesetzt, etwa in der Digital Image Correlation.

Anwendungen: Marker sind zentral für Diffusionsuntersuchungen (z. B. Tracer-Diffusion mit stabilen Isotopen), Gefüge- und Korngrenzenmigration, Verschleißanalysen sowie Bruchmechanik. In in‑situ-Experimenten ermöglichen sie die Korrelation von Mikrostrukturentwicklung mit lokalen Belastungszuständen. In Polymer- und Biomaterialforschung dienen fluoreszierende Marker zur Nachverfolgung von Degradation, Transport und Wechselwirkungen mit Umgebungsmedien.

Methodische Aspekte: Die Auswahl geeigneter Marker erfordert chemische und mechanische Kompatibilität mit dem Wirtswerkstoff, um Artefakte zu vermeiden. Wichtige Kriterien sind Löslichkeit, Diffusionskoeffizient, Stabilität unter Prozessbedingungen und Nachweisgrenze der Analytik (z. B. SIMS, TEM, µ-CT, Raman, Fluoreszenzmikroskopie). Marker dürfen die zu untersuchenden Prozesse möglichst nicht signifikant beeinflussen.

Bedeutung: Marker sind unverzichtbare Hilfsmittel, um versteckte oder langsam ablaufende Vorgänge in Materialien quantitativ zugänglich zu machen und Modelle für Transport, Schädigung und Mikrostrukturentwicklung zu validieren.