Materialwissenschaft (Materials Science)

Materialwissenschaft ist eine interdisziplinäre Ingenieur- und Naturwissenschaft, die sich mit dem Zusammenhang zwischen Struktur, Eigenschaften, Verarbeitung und Anwendung von Werkstoffen befasst. Untersucht werden Metalle, Keramiken, Polymere, Halbleiter, Verbundwerkstoffe und zunehmend Funktionsmaterialien (z. B. für Batterien, Photovoltaik oder Medizintechnik). Während die Materialwissenschaft stärker grundlagen- und naturwissenschaftlich geprägt ist und nach den physikalisch-chemischen Ursachen von Werkstoffverhalten fragt, ist die Werkstofftechnik anwendungsorientierter und konzentriert sich auf Verarbeitung, Prüfung und Einsatz in Bauteilen. In Deutschland werden beide Stränge meist gemeinsam als „Materialwissenschaft und Werkstofftechnik“ (MatWerk) gelehrt. Typische Module umfassen Mathematik, Physik und Chemie als Grundlagen, dazu Festkörperphysik, anorganische und physikalische Chemie, Thermodynamik, Kristallographie, Mikrostrukturanalyse, Werkstoffmechanik, Korrosion sowie Verfahren der Werkstoffherstellung und -verarbeitung (Gießen, Umformen, Sintern, Beschichten). Hinzu kommen Methoden der Werkstoffcharakterisierung (Rasterelektronenmikroskopie, Röntgendiffraktometrie, Spektroskopie) und Laborpraktika; viele Programme verlangen Industriepraktika. Abschlüsse sind Bachelor (B.Sc.) und Master (M.Sc.), häufig mit Promotionsoption. Absolventinnen und Absolventen arbeiten in Maschinenbau, Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie, chemischer Industrie, Mikroelektronik, Medizintechnik und Energietechnik, in Forschung und Entwicklung, Qualitätssicherung, Schadensanalyse oder Werkstoffrecycling. Aktuelle Treiber sind Leichtbau, Energiewende (Batterie- und Wasserstoffmaterialien) und Kreislaufwirtschaft. Über 37 Hochschulen in Deutschland bieten eigenständige Programme an; daneben ist das Fach in Maschinenbau- und Physikstudiengänge integriert.