Viele technische Werkstoffe haben einen inhomogenen Aufbau, wie zum Beispiel geschweißte oder geklebte Verbindungen, sowie alle Arten von Verbundwerkstoffen. Ein tieferes Verständnis des Bruch- und Ermüdungsverhaltens solch inhomogener Werkstoffe ist für eine richtige Bauteilauslegung notwendig. Das Wissen über den Einfluss, den eine Materialinhomogenität auf das Bruch- und Ermüdungsverhalten hat, könnte auch zur Entwicklung neuer hochfester und gleichzeitig bruchresistenter Verbundwerkstoffe beitragen. Als Modellmaterialien dienen Tiefsee-Glasschwämme die größtenteils aus sprödem Glas bestehen, jedoch einen hohen Risswiderstand zeigen. Dieses Verhalten resultiert aus der Mikrostruktur des Schwamms, bestehend aus Glasschichten, verbunden durch dünne Proteinschichten. Analytische Studien ergaben, dass die Änderung der mechanischen Eigenschaften zwischen dem hochfesten Glas und dem weichen Protein einen starken Einfluss auf die risstreibende Kraft hat. Die Änderung der Materialeigenschaften führt zu einer starken Verringerung der treibenden Kraft auf einen Riss, der in eine weiche Zwischenschicht gewachsen ist. Dieser sogenannte “Material inhomogeneity effect” führt zu einem Rissstopp und einer erhöhten Bruchzähigkeit. Der Effekt tritt auch ohne Delamination der Grenzflächen auf und unterscheidet sich darin von klassischen zähigkeitssteigernden Mechanismen in Verbundwerkstoffen. Die vorliegende experimentelle Arbeit widmet sich der Untersuchung des „Material inhomogeneity effects“ auf das Bruch- und Ermüdungsverhalten von Mehrlagenverbundwerkstoffen. Es werden Mehrlagenverbunde mit einem Unterschied im E-Modul oder der Fließgrenze hergestellt. Drei solcher Systeme werden untersucht: Zuerst ein Modellsystem für eine E-Modul Inhomogenität, das auf Papier basiert, und in dem Luft als Zwischenschicht dient. Die beiden anderen Systeme basieren auf Blechen einer hochfesten Aluminiumlegierung (Al7075-T6), die entweder mit dünnen Klebstoff- oder dünnen Reinaluminium (Al1050)- Zwischenschichten verbunden sind. Der Al7075-T6/Klebstoff Verbund ist ein Beispiel für einen technisch interessanten Verbund mit E-Modul- und Fließgrenzen-Inhomogenität; der Al7075-T6/Al1050 Verbund stellt ein System mit gleichem E-Modul aber einem großen Unterschied in der Fließgrenze dar. Zur Ermittlung der Bruchzähigkeit von Papier oder anderer kurzfaserverstärkter Verbundwerkstoffe wurden zwei neue Methoden zur Messung physikalisch aussagekräftiger J-Risswiderstandskurven entwickelt. Alle drei Systeme zeigen nach dem Rissstop in den weichen Zwischenschichten einen starken Anstieg im Risswiderstand. Gleichungen, die eine Abschätzung des maximalen Risswiderstandes aus der Probengeometrie und den Materialeigenschaften für die Verbunde erlauben, wurden hergeleitet. An den Al7075-T6/Klebstoff- und Al7075/Al1050-Systemen werden Ermüdungsversuche durchgeführt, um den Einfluss der Materialinhomogenität zu untersuchen. Für beide Verbundwerkstoffe wird ein Anstieg in der Lebensdauer im Vergleich zu homogenem Al7075-T6 gemessen. Die Verbesserung des Verhaltens ist für das System mit der E-Modul Inhomogenität deutlich stärker als für jenes mit der Inhomogenität der Fließgrenze. Der Unterschied wurde mittels Modellierung der Ermüdungsversuche bestätigt, die eine stärkere Reduktion der risstreibenden Kraft im Al7075-T6/Klebstoff- als im Al7075/Al1050-Verbund zeigt. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass sowohl Zwischenlagen mit E-Modul- als auch solche mit Fließgrenzen-Inhomogenität das Bruch- und Ermüdungsverhalten von Materialien stark verbessern.