Materialmodifikationen umfassen ein breites Spektrum an Techniken und Prozessen, die die Eigenschaften eines Materials verändern, um wünschenswerte Merkmale zu erzielen. Diese Modifikationen können so einfach wie eine Oberflächenbehandlung oder so komplex wie die Veränderung der atomaren Struktur des Materials sein.

Eine der primären Modifikationsarten ist die Oberflächenmodifikation, bei der die äußere Schicht eines Materials verändert wird, um Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Biokompatibilität zu verbessern. Techniken zur Oberflächenmodifikation umfassen Beschichtung, Galvanisieren und Ionenimplantation.

Eine weitere wesentliche Art ist die strukturelle Modifikation, bei der Änderungen innerhalb der inneren Struktur des Materials vorgenommen werden. Dies kann durch Prozesse wie Wärmebehandlung erreicht werden, die die Kristallstruktur beeinflussen und Härte sowie Festigkeit verbessern können.

Topografische Modifikationen beinhalten die Änderung der Oberflächengeometrie, um zu beeinflussen, wie das Material mit seiner Umgebung interagiert, wie beispielsweise das Hinzufügen von Rillen oder Mustern, um die Reibung zu erhöhen oder den Flüssigkeitsfluss zu steuern. Legierungsmodifikationen verändern die Grundzusammensetzung eines Metalls, um spezielle Leistungsmerkmale zu erzielen, indem Elemente wie Chrom oder Nickel hinzugefügt werden.

Elastisch-plastische Modifikationen konzentrieren sich darauf, die Fähigkeit des Materials zur Verformung unter Belastung anzupassen, was Attribute wie Duktilität und Zähigkeit beeinflusst. Ebenso können physikalische Modifikationen Phasenänderungen oder das Hinzufügen nichtmetallischer Elemente umfassen, um die thermische oder elektrische Leitfähigkeit zu verändern.

Modifikationen können ex-situ durchgeführt werden, wobei die Änderungen außerhalb des Betriebsumfelds vorgenommen werden, oder in-situ, wobei Modifikationen während des Betriebsprozesses erfolgen. Diese können die Lebensdauer und Leistung des Materials in seiner Anwendung erheblich beeinflussen.