Korngrenzen bestehen lediglich aus mehreren Atomschichten und bestimmen die meisten Schlüsseleigenschaften eines Materials:
Mechanische Eigenschaften: Korngrenzen wirken als natürliche Barrieren für den Versetzungsschlupf. Feinere Körner mit mehr Korngrenzen sorgen für eine höhere Materialfestigkeit, die durch den klassischen Hall-Petch-Kornverfeinerungsverstärkungsmechanismus beschrieben wird.
Diffusion und Massentransport: Bei größeren Atomlücken an Korngrenzen ist die Diffusionsgeschwindigkeit um ein Vielfaches höher als innerhalb von Körnern. Stofftransportprozesse wie Sinterverdichtung, Hochtemperaturaufkohlung und Kriechverformung finden überwiegend entlang der Korngrenzen statt.
Korrosion und Stabilität: Hochenergetische Korngrenzen weisen eine hohe chemische Aktivität auf und sind daher anfällig für Korrosion und Brüche. Sie dienen auch als Hauptzonen für die Elementsegregation. Die Anreicherung schädlicher Elemente führt zu einer Versprödung der Korngrenzen, während die Absonderung nützlicher Elemente Korngrenzen festlegen und die Materialstabilität verbessern kann.
Elektrische Leitung: Elektronen werden an ungeordneten Korngrenzen gestreut; Mehr Korngrenzen führen zu einem höheren elektrischen Widerstand. Bei keramischen Elektrolyten in Festkörperbatterien stellt der Raumladungsbereich an den Korngrenzen einen kritischen Engpass für die Verbesserung der Ionenleitfähigkeit dar.