Schichtbildung (Layering) bezeichnet in den Werkstoffwissenschaften die Ausbildung klar unterscheidbarer Lagen in einem System, sei es in natürlichen Gefügen (z. B. lamellare Mikrostrukturen) oder in technisch erzeugten Schichtsystemen (z. B. Beschichtungen, Dünnfilme, Komposite). Charakteristisch ist eine laterale Homogenität innerhalb einer Schicht bei gleichzeitiger Änderung von Zusammensetzung, Struktur oder Eigenschaft senkrecht zur Schichtrichtung.

Man unterscheidet im Wesentlichen drei Kontexte: (1) geschichtete Oberflächenschichten wie Multilagen‑Beschichtungen, Diffusionsschichten oder Oxidschichten mit abgestuften Konzentrationsprofilen; (2) schichtweise Strukturen im Volumen, etwa lamellare Gefüge in eutektischen Systemen, perlitische Stähle oder Stapelfehlerpakete in Metallen; (3) schichtweise Synthese, bei der Werkstoffe additiv oder atomar Schicht für Schicht aufgebaut werden (z. B. ALD, MBE, additive Fertigung von Metallen und Polymeren).

Die resultierende Schichtung beeinflusst maßgeblich mechanische (Härte, Bruchzähigkeit), funktionale (elektrische Leitfähigkeit, Optik, Diffusionsbarrieren) und korrosive Eigenschaften. Wichtige Parameter sind Schichtdicke, Grenzflächenrauheit, chemische Gradienten und Eigenspannungen. Moderne Charakterisierungsmethoden wie TEM, XRD in Glanzwinkelgeometrie, SIMS‑Tiefenprofilierung und Nanoindentierung sind zentral, um Schichtfolgen und lokale Eigenschaften aufzulösen.

Gezielte Schichtbildung erlaubt u. a. das Tailoring von Funktionsoberflächen, Gradientenwerkstoffen (FGMs) und Multilagen‑Systemen, in denen Synergieeffekte zwischen einzelnen Lagen zu Eigenschaften führen, die im homogenen Werkstoff nicht erreichbar wären.