Ein Verbundwerkstoff ist ein Werkstoff aus zwei oder mehr verbundenen Materialien. Der Verbundwerkstoff besitzt andere Werkstoffeigenschaften als seine Komponenten. Für die Eigenschaften der Verbundwerkstoffe sind stoffliche Eigenschaften und Geometrie der Komponenten von Bedeutung. Insbesondere spielen oft Größeneffekte eine Rolle. Die Verbindung erfolgt durch Stoff- oder Formschluss oder eine Kombination von beidem. Bei Verpackungen wird daneben der Begriff Verbundstoff für zu diesem Zweck hergestellte Materialien verwendet.

Nach der Geometrie des Verbunds unterscheidet man:

• Teilchenverbundwerkstoffe, auch als Dispersionswerkstoffe bezeichnet,
• Faserverbundwerkstoffe,
• Schichtverbundwerkstoffe, auch als Laminate bezeichnet,
• Durchdringungsverbundwerkstoffe.

Die Komponenten eines Verbundwerkstoffs können dabei selbst wieder Verbundwerkstoffe sein. Bei Teilchen- und Faserverbundwerkstoffen sind Teilchen bzw. Fasern in eine andere Komponente des Verbundwerkstoffes eingebettet, diese heißt Matrix. In Faserverbundwerkstoffen können die Fasern in einer oder mehreren bestimmten Richtungen verlaufen bzw. Vorzugsrichtungen haben. Faserverbundwerkstoffe können schichtweise hergestellt werden, sind dadurch aber noch keine Schichtverbundwerkstoffe, wenn die aufeinanderfolgenden Schichten gleichartig sind. Der Begriff Laminat wird hier allerdings auch verwendet. Schichtverbundwerkstoffe bestehen aus aufeinanderliegenden Schichten unterschiedlicher Anzahl. Der Spezialfall von drei Schichten, davon zwei identische Außenschichten, wird auch als Sandwichverbund bezeichnet. Bei Durchdringungsverbundwerkstoffen bilden die einzelnen Komponenten für sich jeweils zusammenhängende offenporige Materialien. Sie werden zum Beispiel durch Tränken eines gesinterten Werkstoffs mit einem geschmolzenen zweiten Stoff hergestellt.

Aus der stofflichen Einteilung der Werkstoffe in polymere (Kunststoffe), metallische, keramische und organische Werkstoffe ergeben sich die grundsätzlichen Kombinationsmöglichkeiten für Verbundwerkstoffe. Dabei wird anwendungsspezifisch versucht, die unterschiedlichen Vorteile der einzelnen Werkstoffe im Endwerkstoff zu kombinieren und die Nachteile auszuschließen.

Beispiele für Teilchenverbundwerkstoffe

Verbundwerkstoff	Teilchen	Matrix
Schleifscheiben	keramisch	polymer
manche Kernbrennstoffe	metallisch	keramisch
Hartmetall	keramisch	metallisch
	keramisch	keramisch
Spanplatten	organisch	polymer
Beton	keramisch (mineralisch)	keramisch (mineralisch)
Polymerbeton	mineralisch	polymer

Faserverbundwerkstoffe:

• glasfaserverstärktes Glas,
• borfaserverstärktes Aluminium,
• Faserzement („Eternit“),
• kohlefaserverstärktes Siliciumcarbid Hochleistungsbremsscheiben
• eigenverstärkte Thermoplaste (Kunststofffasern in Kunststoffmatrix der gleichen Zusammensetzung)
• Stahlbeton,
• Faserbeton,
• Faser-Kunststoff-Verbunde
  • kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK)
  • glasfaserverstärkter Kunststoff (GfK)
  • aramidfaserverstärkter Kunststoff (AFK)
• Faser-Keramik-Verbunde (Ceramic Matrix Composites (CMC))

Schichtverbundwerkstoffe:

• Verbundplatten (z. B. Sperrholz)
• Verbundrohr
• TiGr-Composit: Ein Werkstoff aus Titan, Kohlenstofffasern und Epoxidharz
• Glare: Ein Werkstoff auf glasfaserverstärktem Kunststoff und Aluminium
• Honeycomb
• Thermobimetall
• Hylite

Verbundwerkstoff

Siehe auch

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Verbundbau

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