Unter Ausbreitung (Propagation) versteht man in der Werkstofftechnik die zeitliche und räumliche Fortpflanzung eines physikalischen Zustands oder einer Störung in einem Material. Dies kann mechanische, thermische, chemische oder elektromagnetische Natur sein. Typische Beispiele sind die Rissausbreitung in Festkörpern, die Ausbreitung elastischer Wellen, die Wärmeausbreitung oder die Fronten chemischer Reaktionen.

Mechanische Propagation umfasst insbesondere die Ausbreitung von Spannungs‑ und Dehnungswellen sowie von Rissen. Die Rissausbreitung wird durch lokale Spannungszustände, Bruchzähigkeit und Mikrostruktur gesteuert und kann stabil (langsame, kontrollierte Propagation) oder instabil (sprunghafter Bruch) erfolgen.

Thermische Propagation wird meist durch Fourier’sche Wärmeleitung beschrieben, in speziellen Fällen jedoch durch selbsterhaltende Ausbreitungsfronten, z. B. bei selbstverlaufenden Hochtemperatursynthesen. Hier ist die Freisetzung chemischer Reaktionswärme so gekoppelt, dass eine selbsterhaltende Ausbreitung der Reaktionsfront entsteht.

In optischen und elektronischen Materialien beschreibt Propagation die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen oder Elektronenwellenfunktionen, etwa in Wellenleitern, Photonik‑Kristallen oder bei Vektorstrahlausbreitung, bei der Polarisations‑ und Phasenstruktur des Strahls räumlich variieren.

Die quantitative Beschreibung von Propagation erfolgt über partielle Differentialgleichungen (z. B. Wellen‑, Diffusions‑ oder Reaktions‑Diffusions‑Gleichungen). Die Kopplung verschiedener Ausbreitungsphänomene (mechano‑thermisch, chemo‑mechanisch, elektro‑mechanisch) ist zentral für die Lebensdauervorhersage und das Design funktionaler Werkstoffe.