In der Werkstoffforschung bezeichnet der Begriff Phänomen eine beobachtbare Erscheinung, die aus der Wechselwirkung von Struktur, Zusammensetzung, Prozessbedingungen und Umgebungsparametern resultiert. Phänomene sind dabei nicht bloße Beobachtungen, sondern stellen den Ausgangspunkt für die Formulierung physikalischer Modelle und materialwissenschaftlicher Gesetzmäßigkeiten dar.

Metallurgische Phänomene umfassen etwa Phasenumwandlungen, Ausscheidungshärtung, Rekristallisation oder Segregation. Sie werden häufig über in-situ-Experimente (z. B. Hochtemperatur-Diffraktometrie) und gekoppelte thermo-thermo-mechanische Simulationen untersucht, um die zugrunde liegenden Diffusions-, Versetzungs- und Grenzflächenprozesse quantitativ zu beschreiben.

Spezifische Phänomene wie Weichmodenverhalten (Soft Modes) beziehen sich auf das Absenken bestimmter Gitterschwingungsfrequenzen im Phononspektrum und fungieren als Indikator für strukturelle Phasenübergänge, z. B. ferroelektrische oder martensitische Umwandlungen. Das kristallographisch irreversible Verhalten beschreibt demgegenüber Umwandlungen oder Deformationsprozesse, bei denen die ursprüngliche Gitterkonfiguration thermisch oder mechanisch nicht vollständig wiederhergestellt werden kann, etwa infolge irreversibler Versetzungsakkumulation oder diffusionsgesteuerter Rekonfiguration.

Aus wissenschaftlicher Sicht ist die präzise Klassifikation von Phänomenen – etwa nach Skalenebene (atomar, mesoskopisch, makroskopisch), Kinetik (thermisch aktiviert vs. athermisch) oder Reversibilität – entscheidend, um vom empirischen Befund zu prädiktiven Werkstoffmodellen zu gelangen. Phänomene bilden so die Brücke zwischen experimenteller Beobachtung und theoretischer Beschreibung der Materialeigenschaften.