セラミック材料は、その耐食性、耐摩耗性、高温性能のために広く使用されている。セラミック材料は、金属材料に取って代わることができ、過酷な環境でも使用できる潜在的な高性能材料である。しかし、セラミック材料固有のもろさのために、その実用的な応用範囲は限られている。科学技術の絶え間ない進歩に伴い、新しいセラミック材料は新たな発展の方向性を持っています。
ウィスカー強化セラミック複合材料
セラミックウィスカーとは、直径が非常に小さい単結晶繊維を指す。一般的に長さは直径の数百倍で、気相法で成長させます。ウィスカーには欠陥がほとんどないため、機械的強度が非常に高く、引張強度は純結晶の理論強度に迫ることができる。ウィスカーの強度はその太さと密接な関係がある。ウィスカーの太さが太ければ太いほど強度は低下するので、ウィスカーの直径は小さければ小さいほどよい。ウィスカーは高強度、低密度、耐熱性という特徴を持つため、補強材としてよく使用される。一般的に使用されるウィスカーには、Al2O3ウィスカー、SiCウィスカー、Si3N4ウィスカー、グラファイトウィスカーなどがある。ウィスカ補強は、セラミック材料の高温機械特性や熱衝撃安定性を向上させる有効な手段です。
ナノセラミック複合材
ナノセラミック複合材料は1980年代半ばに開発された。ナノセラミック複合材料は一般的に、粒内ナノコンポジット、粒間ナノコンポジット、ナノ/ナノコンポジットの3つのカテゴリーに分けられる。最初の2つのタイプのナノコンポジットのナノスケール粒子は、主にマトリックス粒内または粒間に分散しており、その主な目的は高温での機械的特性を向上させることである。ナノ/ナノ複合材料は、ナノスケールの分散液とマトリックス粒から構成され、加工性や超塑性といった特定の新機能をセラミックスに付加することを目的としている。ナノセラミックス複合材料の粒径、粒界幅、第二相分布、気孔および欠陥サイズは100nmレベルに制限されている。粒径を小さくすることで、材料の機械的特性は倍増する。
機能性セラミック複合材料
性能勾配複合材料の組成は、一方から他方へと徐々に変化する。組成の変化によって、材料の性能（または機能）が徐々に変化する。この材料はいわゆる性能勾配材料（日本では傾斜機能材料と呼ばれる）である。1980年代半ばに日本が開発した新素材である。性能勾配材料は熱応力緩和材料である。材料の片面は耐熱性、耐酸化性が要求され、もう片面（低温側）は強靭で熱応力を緩和し耐えることが要求される実用的な用途のために開発された。従来の均質複合材料とは異なる新しいコンセプトの材料です。
