Defekte in kristallinen Festkörpern bezeichnen systematische Abweichungen von der idealen periodischen Gitterordnung und sind für nahezu alle mechanischen, elektrischen, optischen und diffusionsbezogenen Eigenschaften maßgeblich. Man unterscheidet typischerweise Punkt-, Linien-, Flächen- und Volumendefekte.

Punktdefekte umfassen Leerstellen, Zwischengitteratome und Substitutionsatome. Sie führen zu lokalen Gitterverzerrungen und beeinflussen Diffusion, Phasengleichgewichte und elektrische Leitfähigkeit (z. B. Ionenleitfähigkeit in Oxiden). Die Wechselwirkung zwischen Punktdefekten und Versetzungen ist zentral für Aushärtungsmechanismen.

Liniendefekte sind Versetzungen. Schrauben- und Stufenversetzungen erzeugen langreichweitige elastische Spannungsfelder und ermöglichen kristallplastische Verformung durch Versetzungsbewegung. Versetzungsfehlstellen, etwa Joggs und Kinks, stören die kontinuierliche Linie und beeinflussen Gleitwiderstand und Kletterprozesse.

Flächendefekte umfassen Korngrenzen, Zwillingsgrenzen und Stapelfehler. Sie sind energetisch erhöht, fungieren als Diffusionspfade und bestimmen Korngrenzenversprödung, Kriechverhalten und mechanische Festigkeit (Hall-Petch-Beziehung).

Volumendefekte wie Poren, Ausscheidungen und Einschlüsse wirken oft als Rissinitiationsorte und steuern Ermüdung und Bruchzähigkeit. Die gezielte Einstellung und Kontrolle von Defekten, etwa durch Legierung, Wärmebehandlung oder Verformung, ist daher ein zentrales Werkzeug zur Werkstoffentwicklung.