Levitation bezeichnet im werkstoffwissenschaftlichen Kontext das berührungslose Schweben von Proben in einem Kraftfeld, typischerweise elektromagnetisch oder elektrostatisch. Ziel ist es, Werkstoffe ohne Tiegelkontakt zu schmelzen, zu erstarren oder thermisch zu behandeln, um chemische Verunreinigungen und wandinduzierte Keimbildung zu vermeiden.

Bei der elektromagnetischen Levitation wird in elektrisch leitenden Proben durch hochfrequente Wechselfelder ein Induktionsstrom erzeugt, der mit dem äußeren Magnetfeld Lorentzkräfte bildet. Diese kompensieren die Gewichtskraft und stabilisieren die schwebende Schmelze, häufig unter Vakuum oder Inertgas. Die Methode erlaubt präzise Messungen von Dichte, Viskosität, elektrischer Leitfähigkeit und Oberflächenspannung bei hohen Temperaturen, insbesondere für Metalle und Legierungen.

Elektrostatische Levitation nutzt statische oder quasistatische elektrische Felder zur Stabilisierung geladener Proben, meist oxidischer oder intermetallischer Hochtemperaturwerkstoffe mit geringer elektrischer Leitfähigkeit. Durch hochdynamische Regelung der Feldstärke wird die Probe zentriert gehalten. Diese Technik ist besonders in der Schwerelosigkeit (z.B. auf der ISS) etabliert, da geringere Haltekräfte und somit geringere Feldstärken erforderlich sind.

Levitationsverfahren ermöglichen die Untersuchung unterkühlter Schmelzen, metastabiler Phasendiagramme, nichtgleichgewichtiger Erstarrung sowie der Kinetik von Phasenumwandlungen ohne Einfluss von Gefäßwänden. Damit leisten sie einen zentralen Beitrag zum Verständnis von Struktur–Eigenschafts-Beziehungen in Hochleistungswerkstoffen und zur Validierung thermophysikalischer Modelle.