Metallische Mehrschichtsysteme, die auf flexiblen Polymersubstraten abgeschieden werden, ermöglichen komplexe Funktionalität und Beständigkeit in extremen Umgebungen und bilden die Basis für moderne Spitzentechnologie. Der Nachteil des mehrlagigen Aufbaus liegt in der komplexen Wechselwirkung zwischen den einzelnen Schichten, welche dazu führen kann, dass das mechanische Verhalten des Mehrschichtsystems vom sprödesten Bestandteil bestimmt wird. Sprödes Versagen gefährdet jedoch die Integrität flexibler Mehrschichtsysteme, weshalb derzeit ein akuter Forschungsbedarf besteht, das Verständnis der Mehrschichtverformung zu verbessern. In dieser Arbeit wird die mechanische Wechselwirkung einzelner Schichten mittels uniaxialer in situ Fragmentierungstests, am Bespiel zweilagiger Schichtsysteme, systematisch untersucht. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Einfluss einer spröden Schicht auf das Systemverhalten in verschiedenen geometrischen Konfigurationen (spröd-duktil: Cr-Au vs. duktil-spröd: Ag-Inconel). Die untersuchten Schichtsysteme umfassen eine spröde Zwischenschicht (Cr) zur Haftungsverbesserung, eine spröde Korrosionsschutzschicht (Inconel) sowie Referenzsysteme aus rein duktilen Einzel (Au)- und Doppelschichten (Al-Al). Etablierte in situ Charakterisierungsmethoden aus dem Bereich der flexiblen Elektronik wurden miteinander kombiniert, um die mechanische Integrität der Schichtsysteme für extreme Weltraum- und terrestrische Anwendungen, wie etwa zur Sattelitenisolation oder als flexibles Elektronikbauteil, zu beurteilen. Oberflächenmikroskopie, elektrische Widerstandsmessungen und Röntgenbeugung zeigten, dass sich eine spröde Schicht, egal an welcher Position, negativ auf das mechanische Verhalten des Schichtsystems auswirkt, sofern die duktile Schicht keine ausreichende Dicke aufweist, um plastische Verformung zu ermöglichen. Es wurde dabei die Entstehung von Rissen in der duktilen Schicht, welche die gesamte Schichtdicke durchdringen, beobachtet. Die Rissbildung in der duktilen Schicht erfolgt, induziert durch das Versagen der spröden Schicht, bereits bei sehr niedrigen Dehnungen im Vergleich zu duktilen Einzel- oder Doppelschichten. Das spröde Verhalten der duktilen Metallschicht hat fatale Konsequenzen für anwendungsrelevante Materialeigenschaften, weshalb das aktuelle Schichtdesign nicht für die designierten Anwendungen geeignet ist. Am Schichtsystem mit dem besten mechanischen Ergebnis (Al-Al) wurde außerdem der Einfluss verschiedener ther-mischer Belastungen auf die Metall-Polymer Grenzfläche untersucht. Detaillierte Untersuchungen der Adhäsionsenergie (Dehnungsinduzierte Delamination), sowie der Chemie (Röntgenphotoelektronenspektroskopie) und Struktur (Transmissionselektronenmikroskopie) der Grenzfläche konnten zeigen, dass eine dünne, amorphe Grenzschicht zwischen Al und dem Polymer für die hohe Qualität der Grenzfläche und das gute mechanische Verhalten verantwortlich ist. Herstellungs- und einsatzbedingte thermische Belastungen müssen kritisch hinterfragt und beurteilt werden. Während die Al-PI Grenzfläche gegen zyklische thermische Belastung von +/- 150°C bis zu 200 Zyklen resistent ist, nimmt die Dicke der Grenzschicht, durch eine Glühbehandlung bei 300°C für 140 h, zu und der Versagensmechanismus der Grenzfläche wird verändert. Die Ergebnisse dieser Studie sind auf das breite Anwendungsgebiet flexibler Mehrschichtsysteme übertragbar. Dadurch kann eine fehlerhafte Gestaltung vermieden und die Herstellung zuverlässiger, flexibler Bauteile ermöglicht werden.