Koaleszenz bezeichnet in der Werkstofftechnik das Zusammenwachsen getrennter Phasen oder Defekte zu größeren, energetisch begünstigten Gebilden. Treibende Kraft ist stets die Reduktion der freien Grenzflächenenergie oder der elastischen Verzerrungsenergie.

Ein klassisches Beispiel ist die Koaleszenz von Poren oder Hohlräumen während Kriechbelastung. Unter mechanischer Spannung wandern und wachsen Mikroporen, bis benachbarte Poren über Diffusion, lokale plastische Deformation oder Rissbildung miteinander verschmelzen. Dies führt zur Ausbildung größerer Hohlräume und ist ein Schlüsselschritt der Duktilbruch- und Kriechschädigung.

In polykristallinen Metallen beschreibt Koaleszenz das Zusammenwachsen von Körnern oder Zwillingen, etwa während des Kornwachstums oder der Sinterdichtephase. Hier führt Koaleszenz zur Vergröberung der Mikrostruktur und beeinflusst Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsverhalten.

In dispersen Systemen (z.B. Emulsionen, Partikelsuspensionen, Porenstrukturen in Polymeren oder Schäumen) bedeutet Koaleszenz das Verschmelzen von Tropfen, Blasen oder Partikeln. Die Kinetik wird durch Grenzflächenspannung, Viskosität, Benetzungsverhalten, Diffusion und externe Felder (mechanische Last, Temperaturgradienten) gesteuert.

Konzeptionell ist Koaleszenz von Ostwald-Reifung abzugrenzen: Während Koaleszenz ein direktes Verschmelzen beschreibt, basiert Ostwald-Reifung auf lösungs- oder diffusionsvermittelter Auflösung kleinerer und Wachstum größerer Partikel. Beide Mechanismen können jedoch gleichzeitig auftreten und die Mikrostrukturevolution maßgeblich bestimmen.