Puffer (Buffer) bezeichnen in der Werkstofftechnik Schichten, Zonen oder Bauteile, die Spannungsspitzen, chemische Reaktionen oder strukturelle Inkompatibilitäten zwischen unterschiedlichen Werkstoffen entschärfen. Sie stehen damit funktional zwischen Grundwerkstoff und Umgebung bzw. zwischen zwei Werkstoffen und sind eng mit dem Begriff der Trennschichten verwandt, gehen aber darüber hinaus, da sie aktiv mechanische, thermische oder chemische Gradienten moderieren.

Typische Anwendungen sind Pufferlagen in Schichtsystemen mit stark unterschiedlicher thermischer Ausdehnung (z.B. Keramik-Metall-Verbund), in denen der Puffer die Dehnungsinkompatibilität reduziert und Rissbildung verhindert. In Dünnschicht- und Halbleitertechnologie dienen Buffer-Layer zur Gitteranpassung, um Versetzungsdichten zu senken und epitaktisches Wachstum zu stabilisieren.

Chemische Pufferlagen werden eingesetzt, um Diffusion zu bremsen oder Reaktionszonen zu kontrollieren, etwa bei Hochtemperatur-Beschichtungen oder Korrosionsschutzsystemen. Mechanische Puffer finden sich in Form duktiler Zwischenschichten, die Stoß- oder Schwingungsenergie dissipieren und so die Lebensdauer des Verbundes verlängern.

Wesentliche Entwurfsparameter von Pufferschichten sind Dicke, Steifigkeit, thermischer Ausdehnungskoeffizient, Diffusionskoeffizienten und chemische Stabilität. Im Unterschied zu rein passiven Trennschichten zielen Pufferschichten auf eine gezielte Gradierung von Eigenschaften ab, um Übergangsbereiche zwischen stark unterschiedlichen Werkstoffen funktional zu optimieren.