Einfluss von Partikeln auf Deformationsmechanismen

Partikel und partikuläre Ausscheidungen beeinflussen das Deformationsverhalten der Werkstoffe. Generell können Inhomogenitäten, Defekte oder Fremdteilchen mit geringer Grenzflächenhaftung eine Ablösung von der Matrix bewirken, einen Riss initiieren und so einen sprödartigen Bruch bewirken. Es werden verschiedene Deformationsmechanismen in Wechselwirkung mit Rissen gezeigt, darunter auch die Sekundärrissbildung und die Sprödbrucheinleitung. Andererseits können Teilchen aber statt einen Sprödbruch auch verschiedene lokale, duktile  Deformationsmechanismen initiieren,  wie eine Vielfach-Lochbildung, einen Brückenbildungsmechanismus, eine Vielfachinitiierung plastischer Verformungen und eine Nanolochbildung mit Fibrillierungen in der umgebenden Matrix. In teilchengefüllten Kompositen ist eine Zähigkeitsverbesserung erreichbar, wenn große Teilchen und Teilchenagglomerate vermieden werden und die Teilchengrößenverteilung nicht zu breit ist. Große Teilchen mit geringer Grenzflächenhaftung können zu den bekannten Wabenbrüchen führen. Ein spezieller Fall ist die sog. Wasserstoffversprödung in Stahl, die durch das leichte Diffundieren von Wasserstoff und die Konzentration an Korngrenzen bewirkt wird. Unter Belastung werden an Teilchen auch Spannungskonzentrationen initiiert, die sich positiv oder schädigend auf das mechanische Verhalten auswirken können.