Der Begriff Volumen bezeichnet in den Materialwissenschaften den räumlichen Bereich, den eine Phase, ein Bauteil oder ein Probenkörper einnimmt. Präzise Volumendefinitionen sind essenziell für die Ableitung von Stoff- und Energiebilanzen, die Bestimmung intensiver Größen (z.B. Dichte, Spannungen, Konzentrationen) sowie für Skalierungs- und Übertragbarkeitsüberlegungen.

Auf mikroskopischer Ebene wird häufig das repräsentative Volumenelement (RVE) eingeführt. Es handelt sich um das kleinste Volumen, in dem die lokale Mikrostruktur (z.B. Korngrößenverteilung, Porosität, Phasenanteile) statistisch die Eigenschaften des makroskopischen Körpers widerspiegelt. Die Wahl des RVE ist zentral für Homogenisierungsmethoden, Mehrskalenmodellierung und die Interpretation experimenteller Daten.

In Fluid- und Prozesstechnik ist das Volumen der Flüssigkeit eine grundlegende Größe zur Beschreibung von Strömung, Transportphänomenen und Reaktionskinetik. Hierzu gehört auch das repräsentative Untersuchungsvolumen, etwa in der Rheologie oder Partikelmesstechnik, in dem Messergebnisse als charakteristisch für das Gesamtsystem gelten.

Spezifische Volumina treten in verfahrenstechnischen Apparaten auf, z.B. das Kompensationsvolumen in Druck- oder Temperier­systemen, das Volumenänderungen durch thermische Expansion oder Phasenübergänge ausgleicht, sowie das Injektionsvolumen bei der Dosierung von Flüssigkeiten oder Gasen, das die Genauigkeit von Stoffbilanzen und Prozesssteuerung bestimmt.

Für alle Anwendungen gilt: Die konsistente Definition des betrachteten Volumens, einschließlich seiner zeitlichen und räumlichen Variabilität, ist eine Voraussetzung für reproduzierbare Experimente, belastbare Simulationen und die sichere Übertragung von Labor- auf Industriemaßstab.