Affinität bezeichnet in den Werkstoffwissenschaften die thermodynamische Triebkraft für chemische Reaktionen oder Phasenumwandlungen zwischen Atomen, Ionen oder Phasen. Sie ist eng mit der Änderung der Gibbs’schen freien Enthalpie ΔG verknüpft; hohe Affinität entspricht typischerweise einer stark negativen ΔG und damit einer stark getriebenen Reaktion.

Auf atomarer Ebene beschreibt Affinität die Neigung bestimmter Elemente, Bindungen miteinander einzugehen, etwa ausgeprägte Affinität von Sauerstoff zu reaktiven Metallen (Al, Ti, Zr), was sich in stabilen Oxiden und hohen Oxidationsschutzpotenzialen äußert. In Legierungssystemen bestimmt chemische Affinität zwischen Legierungselementen maßgeblich Phasengleichgewichte, Ausscheidungsbildung und Segregation.

Thermodynamisch kann die Affinität A einer Reaktion formal als A = −(∂G/∂ξ)_T,p beschrieben werden, wobei ξ der Reaktionsfortschritt ist. In Mehrkomponentensystemen werden Affinitäten häufig über chemische Potentiale und Partialmolgrößen aus Phasendiagrammen oder CALPHAD‑Modellen abgeleitet.

In der Werkstofftechnik ist die Kenntnis von Affinitäten zentral für:

(i) Korrosions- und Oxidationsverhalten (Affinität zu O, S, Cl),
(ii) Diffusions- und Reaktionsdiffusionsprozesse (z.B. Intermetallika-Bildung),
(iii) Schweiß- und Lötmetallurgie (Benetzung, Interphasen),
(iv) Design von Hochtemperatur- und Funktionswerkstoffen.

Mehrere Affinitäten in einem System konkurrieren oft; die resultierende Mikrostruktur ist das Ergebnis eines Zusammenspiels von chemischer Affinität, Kinetik (Diffusion, Nukleation) und äußeren Randbedingungen.