Kalorimeter sind Messgeräte zur quantitativen Bestimmung von Wärmeflüssen und Wärmemengen, die bei physikalischen oder chemischen Prozessen in Werkstoffen auftreten. Sie bilden eine zentrale Grundlage für das Verständnis thermodynamischer Eigenschaften wie spezifische Wärmekapazität, Reaktionsenthalpie, Phasenübergänge und Mischungswärmen.

Grundlegend beruht die Kalorimetrie auf der Energiebilanz eines definierten Systems mit bekannter Wärmekapazität. Aus der gemessenen Temperaturänderung oder dem zu- bzw. abgeführten Wärmefluss wird die freigesetzte oder aufgenommene Wärme berechnet. Man unterscheidet im Wesentlichen isotherme, isobare und isochore Messbedingungen, die jeweils unterschiedliche thermodynamische Potentiale adressieren.

In der Werkstoffcharakterisierung kommen vor allem Differenzkalorimeter zum Einsatz. Differential Scanning Calorimetry (DSC) misst die Wärmestromdifferenz zwischen Probe und Referenz als Funktion der Temperatur oder Zeit und erlaubt die Analyse von Schmelzen, Glasübergängen, Kristallisation, Aushärtung von Polymeren und martensitischen Phasenumwandlungen in Metallen. Reaktionskalorimeter und isotherme Mikrokalorimeter werden genutzt, um langsame Reaktionen, Alterungsprozesse oder Sorptionsvorgänge mit hoher Empfindlichkeit zu erfassen.

Für präzise und reproduzierbare Messungen sind eine exakte Kalibrierung (Temperatur- und Enthalpiekalibrierung), eine definierte Atmosphäre (Inertgas, Luft, Vakuum) sowie ein kontrollierter Wärmeübergang zwischen Probe, Tiegel und Sensor entscheidend. Moderne Kalorimeter integrieren hochauflösende Sensorik, schnelle Temperaturregelungen und automatisierte Datenauswertung, sodass sie ein unverzichtbares Werkzeug zur Entwicklung, Qualifizierung und Lebensdauervorhersage von Werkstoffen darstellen.