Definition und Grundlagen
Als Fluide werden Stoffe bezeichnet, die unter Schubspannung kontinuierlich fließen und keine feste Form, sondern nur ein Volumen besitzen. Dazu zählen Flüssigkeiten, Gase sowie überkritische Fluide. In der Werkstofftechnik sind Fluide zentrale Funktionsmedien für Transport, Reaktion, Kühlung, Schmierung und Strukturierung von Werkstoffen.

Thermodynamik und Struktur
Die Beschreibung technischer Fluide erfolgt durch Zustandsgleichungen (z.B. realgasnahe Modelle oder Lennard‑Jones‑Fluide auf atomistischer Ebene), Transportgrößen wie Viskosität, Diffusionskoeffizient und Wärmeleitfähigkeit sowie Grenzflächeneigenschaften (Oberflächenspannung, Benetzung). Diese Parameter steuern Stofftransport, Phasenumwandlungen und Gefügeentwicklung in Prozessen wie Gießen, Sintern oder chemischem Dampfabscheiden.

Funktionale und komplexe Fluide
Ferrofluide koppeln magnetische und hydrodynamische Eigenschaften und werden zur aktiven Dämpfung, Dichtung oder in der Aktorik eingesetzt. Superkritisches CO₂ dient als reaktives oder inertes Prozessfluid bei Extraktion, Reinigung und Porenstrukturierung von Polymeren und porösen Festkörpern. Simulierte Körper- und Synovialflüssigkeiten sind essenziell zur in‑vitro‑Prüfung von Biomaterialien, Korrosionsbeständigkeit und tribologischen Eigenschaften von Implantaten.

Technische Anwendungen
Metallbearbeitungsflüssigkeiten und Kühlschmierstoffe beeinflussen Reibung, Verschleiß, Oberflächenintegrität und thermische Randbedingungen beim Spanen und Umformen. Geothermale Gewässer und interstitielle Flüssigkeiten sind relevante Umgebungsmedien für die Langzeitkorrosion von Werkstoffen in Energie- und Medizintechnik. Die gezielte Auswahl und Modellierung von Fluiden ist damit ein Schlüssel zur Auslegung zuverlässiger Prozesse und langlebiger Werkstoffe.