In den Materialwissenschaften bezeichnet der Begriff boundary bzw. boundaries im engeren Sinne innere Grenzflächen in Festkörpern, an denen sich die Ordnung oder Zusammensetzung eines Materials diskontinuierlich oder stark graduiert ändert. Typische Beispiele sind Korngrenzen, Zwillingsgrenzen, Antiphasen-Grenzflächen und Inversionsgrenzen.

Korngrenzen trennen unterschiedlich orientierte Kristallite desselben Phasenfeldes. Ihre Struktur lässt sich durch Fehlorientierung, Korngrenzebene und periodische oder aperiodische Strukturelemente (z.B. Versetzungsreihen) charakterisieren. Die Korngrenzenstruktur bestimmt Diffusionsraten, Segregation von Legierungselementen und mechanische Eigenschaften. Spezielle Korngrenzen, etwa kohärente Zwillingsgrenzen oder Glühzwillingsgrenzflächen, zeigen oft reduzierte Energie und besondere gleit- bzw. schädigungshemmende Eigenschaften.

Antiphasen-Grenzflächen entstehen in geordneten Legierungen, wenn die Subgitterbelegung phasenverschoben ist. Inversionsgrenzen treten in polaren oder ionischen Kristallen auf, an denen die Richtung des spontanen Polarisation- oder Ladungsvektors umkehrt. Solche Grenzen beeinflussen die elektronischen und ferroelektrischen Eigenschaften maßgeblich.

Neben inneren Grenzflächen spielen auch äußere Randbedingungen (flexible boundary conditions) in Simulationen und Experimenten eine zentrale Rolle, da sie Spannungszustände, Phasenumwandlungen und Grenzflächenbewegung kontrollieren. Dreiphasen-Grenzflächen definieren Schnittlinien, an denen drei Phasen oder Körner zusammentreffen; hier konzentrieren sich lokale chemische Potenziale und treibende Kräfte für Korngrenzenbildung und -migration.

Zusammenfassend sind Grenzflächen und Grenzbereiche hochaktive strukturelle Defekte, die als eigenständige, häufig komplexionenbildende (Korngrenzen-Komplexionen) Zustände betrachtet werden und die funktionalen Eigenschaften eines Werkstoffs entscheidend steuern.