Modern seramikler kristalografik yapıları ve kuvvetli atomik
bağların bulunması dolayı fevkalade özelliklere sahiptir; sertlikleri çok
yüksektir, termal ve kimyasal dayanıklılıkları çok iyidir, korozyona ve
aşınmaya karşı dirençleri yüksektir. Seramiklerin kırılma dayanımı çok
düşüktür, dolayısıyla ufak çatlamalara ve hasarlara karşı çok hassastır; büyük
gerilimlerde dağılır, termal ve mekanik şoklara direnç gösteremez. Kırılma
dayanımının düşük olması seramik malzemenin kolaylıkla kırılmasına neden olur.
Seramiklerin bu olumsuz özelliği çatlamaya dirençli kompzitlere dönüştürülerek
giderlir.
Seramik matris
kompozitlerde (CMC) matris, seramik olarak tanımlanan geniş bir inorganik
malzemeler grubudur; örneğin, silika bazlı camlar, kristalin seramikler,
intermetalikler ve karbon gibi. Bunların tümü yüksek sıcaklıklara dayanıklı
yapısal malzemelerdir. Kimyasal bağları genellikle bir kovalent hibrid ve
iyoniktir; dolayısıyla ergime noktaları yüksek, kimyasal stabiliteleri yüksek,
elastik modülleri yüksek ve atomik hareketlilikleri düşüktür. Bu özelliklerinin
sonucu olarak çok serttirler ve kaymaya (creep) dirençlidirler, fakat
kırılgandırlar.
Seramik matris kompozitlerin geliştirmesi, yüksek sıcaklığa
dayanıklı takviye fiberlerin (SiC gibi) keşfinden sonra olabilmiştir; çünkü,
seramiğin sinterleme prosesinde uygulanan yüksek sıcaklıklar, düşük-ergime
noktalı fiberlerin bozulmasına neden olur. CMC’leri elde edilmesinde Nicalon
SiC fiberlerin sentezi (1976) ilk temel adım olmuştur. Seramiklerde fiber,
çatlamaya karşı köprü görevi yapar, çatlamanın ilerlemesini yavaşlatır,
durdurur. Ancak bu işlevi yaparken fiberlerin, çatlamadan dolayı oluşan
enerjinin bir kısmını absorblayarak metal matristeki yerleşimleri bozulur;
istenmeyen bu durum fiberlerin kaplanmasıyla giderilmiştir. (Örneğin, SiC
takviyeli alumina seramik)
Seramik matris kompozitlerde çatlamaya karşı direnç,
kompozit yapısında geçiş ara tabakaların oluşturulmasıyla başarılır. Örneğin,
kesme aletleri için uygun sert alaşımlarda, seramik partiküller arasında böyle
bir ara tabaka rolü, kompozitin çatlama direncini sağlayan bir metal
"bant" tarafından yürütülür.
Takviyeli seramik matris kompozitleri, ısıya dayanıklı
malzemeler ve zıh-elementlerin komponentleri, kesme takımları, aşınmaya
dirençli malzemeler ve diş dolgu malzemeleri olarak, kullanılı; böyle bir
yapılandırma polimer, karbon ve metal matrisli kompozitlerde bulunmaz.
