Unter Werkstoffcharakterisierung versteht man die systematische Ermittlung von Struktur-, Zustands‑ und Eigenschaftsgrößen eines Werkstoffs, um dessen Verhalten unter definierten Einsatzbedingungen vorhersagen und gezielt einstellen zu können. Charakterisierung umfasst dabei sowohl die Mikro- und Nanostruktur (z.B. Korngrößen, Phasen, Versetzungsdichte) als auch mechanische, physikalische und chemische Eigenschaften.

Strukturbezogene Charakterisierung erfolgt klassisch mittels lichtoptischer und elektronischer Materialographie. Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit Techniken wie EBSD erlaubt eine detaillierte Mikrostrukturcharakterisierung, einschließlich Textur- und Phasenanalyse. FIB-basierte Verfahren (Focused Ion Beam) erweitern dies um 3D-Rekonstruktionen von Mikrostrukturen und präzise Probenpräparation, etwa für TEM-Untersuchungen.

Die mechanische Charakterisierung umfasst u.a. Zug-, Druck-, Biege- und Härteprüfungen sowie nano- und mikroindenterbasierte Methoden zur ortsaufgelösten Eigenschaftsbestimmung. Ergänzend liefern thermische, elektrische, magnetische und korrosionsbezogene Prüfungen ein umfassendes Eigenschaftsprofil.

In-situ-Charakterisierung verbindet die Beobachtung der Mikrostruktur mit gleichzeitiger mechanischer, thermischer oder chemischer Belastung, häufig in 2D und 3D. So lassen sich Deformations- und Schädigungsmechanismen direkt korrelieren. Insgesamt bildet die Werkstoffcharakterisierung die Grundlage für Werkstoffentwicklung, Prozessoptimierung, Versagensanalyse und Modellbildung, insbesondere für mikrostrukturbasierte Simulationsansätze.