Druck ist eine skalare thermodynamische Zustandsgröße, definiert als Kraft pro Fläche (SI-Einheit: Pa). In der Werkstoffforschung werden sowohl hydrostatische Drücke als auch nicht-hydrostatische Spannungszustände (z.B. Kontaktdruck, Prozessdruck) gezielt eingesetzt, um Struktur, Eigenschaften und Prozesse von Werkstoffen zu beeinflussen und zu charakterisieren.

Unter hohem hydrostatischem Druck (Hochdruck bis in den GPa-Bereich) ändern sich Gitterparameter, Phasenstabilitäten, Diffusionskoeffizienten und Reaktionskinetiken. Hochdruckexperimente – etwa mittels Diamantstempelzellen oder Mehrstempelpressen – ermöglichen die Bestimmung der Kompressibilität, der Druckabhängigkeit von Phasenübergängen sowie der Kopplung von Druck mit Temperatur und chemischer Zusammensetzung.

Nicht-hydrostatische Druckformen umfassen u.a. Verdichtungsdruck bei der Pulverkompaktierung, Harzdruck in Faserverbundprozessen, Zellgasdruck bei polymeren Schäumen und Kontaktdruck in Tribosystemen. Diese Druckarten steuern Porosität, Defektdichte, Grenzflächenhaftung, Faserbenetzung sowie Verschleiß- und Ermüdungsverhalten. Der resultierende Spannungszustand ist dabei häufig anisotrop und erfordert eine Beschreibung über den Spannungstensor statt über einen einzigen Druckwert.

Die Druckabhängigkeit materialphysikalischer Größen – etwa elastischer Konstanten, Leitfähigkeiten, Diffusionskoeffizienten oder Transformationstemperaturen – wird experimentell und theoretisch (z.B. DFT unter Druck) untersucht. Ein präzises Verständnis von Druck und seinen unterschiedlichen Realisierungen ist zentral für das Design von Hochdruckprozessen, die Synthese neuartiger Phasen und die Vorhersage des Langzeitverhaltens von Werkstoffen unter realen Einsatzbedingungen.