Der Begriff Schale (engl. shell) bezeichnet in den Werkstoffwissenschaften eine räumlich begrenzte, meist dünne Randzone eines Partikels, Korns oder Bauteils, deren chemische Zusammensetzung, Mikrostruktur oder Phasenverteilung sich deutlich vom Kern (Core) unterscheidet. Solche Core–Shell-Strukturen treten sowohl in natürlichen Systemen (z. B. Muschelschalen aus hierarchisch aufgebautem Calciumcarbonat) als auch in technisch hergestellten Werkstoffen auf.

In Polymer- und Verbundwerkstoffen beschreibt eine Polymerhülle häufig eine funktionalisierte Schicht um Füllstoffpartikel oder Fasern, die Grenzflächenhaftung, Dispergierbarkeit oder Diffusionseigenschaften gezielt beeinflusst. In der Metallkunde werden chemisch oder thermisch erzeugte Mn-reiche Schalen an Ausscheidungen oder Versetzungsstrukturen genutzt, um Phasengleichgewichte, Korrosionsverhalten oder mechanische Eigenschaften (z. B. Versetzungsbewegung, Kriechbeständigkeit) zu steuern.

Wesentliche Aspekte von Schalenstrukturen sind (i) die kontrollierte Gradientenbildung von Zusammensetzung und Eigenspannung, (ii) die gezielte Modifikation von Oberflächenenergie und Grenzflächenreaktivität sowie (iii) die mechanische Funktion, etwa als harte Schutzschicht bei gleichzeitig zähem Kern. Charakterisiert werden Schalen u. a. mittels Elektronenmikroskopie, energiedispersiver Röntgenspektroskopie und Tiefenprofilanalysen.

Schalenkonzepte sind zentral für funktionale Partikel (Katalyse, Energiespeicher), korrosionsbeständige Oberflächen und bioinspirierte Werkstoffe. Die präzise Auslegung von Schichtdicke, Zusammensetzungsprofil und Defektstruktur bestimmt dabei maßgeblich die makroskopischen Eigenschaften.