Thermodynamische Berechnungen in der Werkstoffwissenschaft nutzen Modelle freier Energie und Datenbanken (z.B. CALPHAD), um Phasengleichgewichte, Zustandsdiagramme, Aktivitätskoeffizienten und Triebkräfte für Diffusion oder Ausscheidung zu bestimmen. Sie koppeln chemische Zusammensetzung, Temperatur, Druck und nichtideale Mischungen und bilden die Basis für Prozesssimulation, Legierungsdesign und die Verknüpfung mit Kinetik- und Phasenfeldmodellen.