Elastizitätsmodul in Zahlen

Zunächst eine grobe Übersicht nach Materialgruppen.
Die Komposition stammt aus dem "Ashby und Jones" Doe Eintrgungen geben selbstverständlich nur die Größenordnung an.
Dicht unter 103 GPa liegt auch die theoretische Grenze. Da wir den E-Modul aus dem Bindungspotential herleiten können, und da Bindungspotentialen heutzutage ziemlich gut bekannt sind, kann man das mit einiger Sicherheit behaupten.
 
Elastiztätsmodule
 
Hier Zahlenwerte in einer Tabelle, ebenfalls aus dem "Asby / Jones". Die Maßeinheit ist immer GPa = 109 N/m2
Beachte: Der E-Modul hat nichts mit Härte zu tun; insbesondere nicht bei plastisch verformbaren Metallen! Deswegen unterscheiden sich die E-Module von hartem Stahl und weichem Kupfer nicht besonders!
Härte mißt die Fließgrenze oder kritische Fließspannung RP; d.h. bei welcher Spannung plastische Verformung einsetzt, und nicht die Steigung der Spannungs-Dehnungskurven im elastischen Bereich.
 
E-Modul [GPa = 109 N/m2]
Keramiken   Metalle   Polymere   Verbund-
werkstoffe
 
Diamant 1000 Osmium (Os) 551 Alkyde 20 CKG
"Carbonfaser"
70 - 200
WC; Ti, Zr, Hf
Boride
» 500 Wolfram (W) 406 Melamine 6 - 7 Bor - Epoxy 125
SiC 450 Molybdän (Mo) » 350 Polyimide 3 - 5 GFK
"Glasfaser"
7 - 45
Bor (B) 441 Cr 289 Polyester 1 - 5 Holz
parallel Faser
9 - 16
TaC, NbC, Si3N4 » 340 Ni 214 Acrylate
"Plexiglas"
1.5 - 3 Holz
senkrecht Faser
0.6 - 1
MgO 250 Stähle 190 - 214 Nylon 2 - 4    
ZrO » 200 Fe 196 Epoxy 3    
ZrO2 145 Pt; U 172 Polyäthylen 0.7    
Si 107 Ta » 150 Polyurethanschaum
"Bauschaum"
0.01 - 0.06    
SiO2 94 Cu 124 Elastomere
"Gummi"
0.01 - 0.1    
Granit » 60 Ti 116 PVC 0.003 - 0.01    
Zement; Beton » 50 Au 82 Schaum
"Styropor"
0.001 - 0.01    
Kalzit (Marmor, Kalkstein) 81 Al » 70        
Graphit 27 Sn, Mg » 40        
Eis (H2O) 9.1 Pb » 14        
 
Man sollte sich nicht daran stören, dass Si hier as Keramik gilt. Granit hätte man auch als Verbundwerkstoff werten können, usw.


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© H. Föll (MaWi 1 Skript)