Beugung bezeichnet die richtungsabhängige Umlenkung und Interferenz kohärenter Wellen an Strukturen mit Dimensionen in der Größenordnung ihrer Wellenlänge. In der Werkstoffkunde wird sie vor allem zur Strukturaufklärung kristalliner und teilkristalliner Festkörper genutzt, wobei Röntgen‑, Neutronen‑ und Elektronenwellen eingesetzt werden.

Die Grundlage bildet das Bragg-Gesetz nλ = 2d sinθ, das die konstruktive Interferenz an Netzebenen mit dem Netzebenenabstand d beschreibt. Aus den gemessenen Beugungswinkeln und Intensitäten lässt sich die Gitterstruktur (Raumgruppe, Gitterparameter), Phasenzusammensetzung, Textur sowie Mikrospannungs- und Korngrößenverteilung ableiten.

Röntgendiffraktion (einschließlich Synchrotron-Röntgenbeugung) ist Standard für Phasenanalyse und Gitterparametermessung; sie bietet hohe spektrale Reinheit und Energieauflösung. Neutronendiffraktion ergänzt diese durch hohe Sensitivität für leichte Elemente und magnetische Ordnungen sowie große Eindringtiefe, wodurch Volumeninformationen und innere Spannungen erfasst werden können. Elektronenbeugungsverfahren wie Elektronenrückstreubeugung (EBSD) und Transmissionselektronenbeugung ermöglichen lokale kristallographische Analysen mit submikrometrischer Auflösung.

Moderne in-situ‑Beugungsexperimente unter thermischer, mechanischer oder chemischer Belastung erlauben die zeitaufgelöste Untersuchung von Phasenumwandlungen, Kriech- und Relaxationsprozessen. Insgesamt stellt Beugung eine zentrale, quantitativ hochentwickelte Methode zur Korrelation von Mikrostruktur und makroskopischen Werkstoffeigenschaften dar.