Übergänge in Werkstoffen bezeichnen struktur- oder zustandsabhängige Änderungen der materiellen Ordnung, die oft mit sprunghaften Änderungen von Eigenschaften wie Dichte, Leitfähigkeit oder mechanischem Verhalten einhergehen. Sie lassen sich grob in thermodynamische Phasenübergänge und nicht‑gleichgewichtige Strukturübergänge einteilen.

Klassische Phasenübergänge erster Ordnung (z.B. Flüssig‑Fest‑Übergang) sind durch latente Wärme, Diskontinuitäten in der ersten Ableitung der freien Enthalpie und häufig Koexistenz zweier Phasen gekennzeichnet. Übergänge zweiter Ordnung zeigen keine latente Wärme, aber Singularitäten in Suszeptibilitäten, Wärme­kapazität oder Kompressibilität und werden durch kritische Phänomene dominiert.

Ein zentraler nicht‑kristallinen Strukturübergang ist der Glasübergang. An der Glasübergangstemperatur geht eine unterkühlte Schmelze in einen amorphen, strukturell gefrorenen Zustand über. Thermodynamisch ist dies kein echter Phasenübergang, sondern eine kinetisch bedingte Verlangsamung der Relaxationszeiten über die experimentelle Zeitskala hinaus.

Viele Übergänge sind mit elektronischen und mechanischen Eigenschaften gekoppelt. Der Metall‑Isolator‑Übergang betrifft die Änderung der elektronischen Bandstruktur und Ladungsträgerlokalisation. Magnetostrukturelle oder ferroelektrische Übergänge koppeln Gitterverzerrungen mit Ordnungsparametern wie Magnetisierung bzw. Polarisation. Ein spröd‑duktiler Übergang beschreibt hingegen einen bruchmechanischen Übergang, bei dem der dominante Versagensmodus von sprödem zu duktilen Verhalten wechselt, typischerweise temperatur‑ und dehnratenabhängig.

Übergänge wie amorph‑kristallin oder ferromagnetisch‑paramagnetisch werden oft durch einen Ordnungsparameter beschrieben und über Phasendiagramme, Landau‑Theorie oder mikroskopische Simulationen analysiert. Das Verständnis solcher Transitionsphänomene ist grundlegend für die gezielte Einstellung von Funktionalität, Zuverlässigkeit und Lebensdauer moderner Werkstoffe.