Der Begriff Entropie spielt eine zentrale Rolle in der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. Ursprünglich aus der Thermodynamik stammend, beschreibt die Entropie das Maß der Unordnung bzw. Zufälligkeit in einem System. In der Werkstofftechnik ist die Entropie ein entscheidendes Kriterium, um die Stabilität und die Eigenschaften verschiedener Materialien zu verstehen und vorherzusagen.

Ein grundlegendes Beispiel ist die Mischungsentropie, die auftritt, wenn verschiedene Atome in einer Legierung gemischt werden. Eine hohe Mischungsentropie kann die thermische Stabilität der Legierung erhöhen und zu neuen und innovativen Materialien wie den Hochenentropyielegierungen führen. Diese Materialien besitzen außergewöhnliche mechanische und physikalische Eigenschaften aufgrund ihrer komplexen atomaren Struktur und der hohen Anzahl unterschiedlicher Elemente.

Ein weiteres Beispiel ist die elektronische Entropie, die sich durch die Verteilung der Elektronen in den Energieniveaus eines Materials ergibt. Sie kann die elektrischen und thermischen Leitfähigkeitseigenschaften eines Materials stark beeinflussen.

Die magnetische Entropie bezieht sich auf die Unordnung in der Ausrichtung der magnetischen Momente in einem Material. Sie spielt eine bedeutende Rolle in der Physik magnetischer Materialien und kann durch externe Felder oder Temperaturänderungen beeinflusst werden.

Die Shannon-Entropie, ursprünglich aus der Informationstheorie kommend, quantifiziert die Ungewissheit in einem System. In der Materialwissenschaft wird sie verwendet, um die Komplexität und Variabilität von Materialstrukturen zu bewerten.

In der Werkstofftechnik ist das Verständnis der Entropie entscheidend für die Entwicklung neuer Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften. Es ermöglicht das gezielte Design von Materialien auf atomarer Ebene und trägt dazu bei, die Leistung und Lebensdauer technischer Produkte zu optimieren.