Dank eines Verfahrens aus dem Gebiet Optik - der Spannungsoptik - wird es möglich mechanische Spannungen sichtbar zu machen.

Das Verfahren wird heutzutage nur noch selten in der Werkstoffprüfung angewandt. Hierbei werden durchsichtige Kunstharzmodelle der Werkzeuge hergestellt und anschliessend mit polarisiertem Licht durchleuchtet. Unter Betrachtung durch einen Polarisationsfilter werden Belastungen im Werkzeug oder Spannungen im Werkstoff sichtbar. Ohne Krafteinwirkung ist ein Werkstoff “Spannungsfrei”, daher erscheint das Modell einfarbig. Bei einer Belastung dagegen wird das Plexiglas- oder auch Kunstharz-Modell optisch doppelbrechend. Folglich ändert sich die Schwingungsebene des polarisierten Lichts und diverse Farben werden sichtbar.
Unter gegebenen Belastung können also Rückschlüsse auf die Verteilung und Stärke der Belastungen im Werkstück gezogen werden, da die Spannungsverteilung im angefertigten Modell mit dem realen übereinstimmen - obwohl die Deformation sich anders verhält. Gleichfarbige Linien entsprechen gleichen Belastungen.

Die moderne industrielle Werkstoffprüfung führt diese Überprüfungen am Computer durch. Dazu wird die Finite-Elemente-Methode verwendtet. FEM ist ein numerisches Verfahren zur näherungsweisen Lösung partieller Differentialgleichungen, die auch noch mit Randbedingungen verknüpft werden können. Angewandt werden diese Berechnungen nicht nur in der Werkstoffprüfung, sondern auch bei der Wettervorhersage und der Medizintechnik.

FEM-Software zur Lösung technischer und wissenschaftlicher Problemstellungen ist von diversen Entwicklern verfügbar (ABAQUS, ADINA, Ansys, CalculiX, COMSOL Multiphysics, DUNE, Elmer, Nastran, MARC, LS-DYNA, FEAP,…).
CAD-Systeme wie SolidWorks unterstützen ebenfalls FE-Module. Diese berechnen meist einfachere Problemstellungen.

Die chemischen Elemente Metalle zeichen sich durch vier Eigenschaften der Metalle aus:

1. Die elektrische Leitfähigkeit
2. Die Wärmeleitfähigkeit
3. Die Duktilität
4. Der metallische Glanz

Zu 1.: Die elektrische Leitfähigkeit, auch Konduktivität genannt, nimmt bei allen Metallen mit steigender Temperatur ab. Silber hat die beste elektrische Leitfähigkeit.

Zu 2.: Die Wärmeleitfähigkeit λ, auch Wärmeleitzahl genannt, beschreibt die Fähigkeit thermische Energie (Wärme) zu transportieren. Leicht verschiebbare Elektronen sind Bestandteil dieser Wärmebewegung.

Zu 3.: Die Duktilität beschreibt die Eigenschaft eines Werkstoffes sich erst plastisch zu verformen ohne sofort zu brechen. Einige Stahlsorten können sich bis zu einem viertel plastisch verformen bis der Werkstoff schliesslich reißt. Diese Eigenschaft ist in erster Linie von de Gittertyp abhängig. Diese Eigenschaft der Duktilität ermöglicht ein vorzeitiges erkennen einer zu hohen Belastung des Materials. Auch die Automobil-Industrie nutzt diese Eigenschaft der plastischen Verformung - Die Knautschzone. Hierbei wird Energie durch Verformung absorbiert.

Zu 4.: Der metallische Glanz, auch Reflexion genannt, wird durch frei bewegliche Elektronen ermöglicht. Diese können die eingestrahlte oder besser die aufgenommene Energie in allen Wellenlängen unverändert wiedergeben.

Den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle besitzt Wolfram, welcher als Spezialstahl in Glühbirnen zur Verwendung kommt.