陶瓷基复合材料(CMC)是一种基于碳纤维增强和碳化硅基体(称为C/SiC或C/C-SiC复合材料)的新型结构材料。在过去的几年中，已经开发出新的制造工艺和材料。与第一代相比，短纤维增强剂、廉价聚合物前驱体和液相工艺将成本降低了近一个数量级C /碳化硅复合材料它们最初是为太空和军事用途开发的。除了高质量比性能和高热稳定性外，低热膨胀和良好的摩擦学性能等功能特性对于制动盘和衬垫、离合器、校准板或炉料装置等新的商业应用越来越重要。
第一种非氧化物cmc，基于碳/碳复合材料它们是在20世纪70年代作为航空航天应用的轻型结构而开发的。它们必须被设计成寿命有限的结构，因为环境条件非常恶劣，这些复合材料的长期行为仍然未知。这类部件的典型代表是火箭喷管、发动机襟翼、航天器前缘和飞机制动盘。在最高的热机械要求下，它们的寿命包括几分钟到几小时，这是任何其他结构材料都无法实现的。
为了提高复合材料的抗氧化性，从而提高其使用寿命，人们开始研究用陶瓷代替碳作为基体材料。碳化硅因其高抗氧化性、优越的温度和热冲击稳定性以及高抗蠕变性能而特别适合作为基体材料。实际上，在C/SiC复合材料的碳化硅基体形成过程中，可以采用类似的制造技术来制造碳/碳复合材料。一般来说，陶瓷基复合材料已经被开发出来，以结合单块陶瓷的优势性能和高损伤容限，这是众所周知的，例如，从纤维增强聚合物的增强。然而，这两类材料造成高损伤容忍度的机理完全不同。聚合物是由强而硬的纤维增强的，而基体是弱的，强度、刚度和热稳定性都很低。由于高纤维表面反应，要求基体与纤维之间有较强的粘结。由于纤维和聚合物之间刚度的差异，基体本身受到的应力较小，由于基体强度适中，基体裂纹的能量释放率较低。因此，高负荷纤维能够在不损坏的情况下停止裂纹。
陶瓷基复合材料的特点是纤维和基体的刚度处于同一数量级。高纤维/基体粘结力导致基体和纤维的应力相似，其损伤容限与单片陶瓷相当低。相反情况下，极低的纤维/基体结合导致几乎无应力的基体和高断裂韧性。然而，由于复合材料的脱粘和剪切性能主要取决于摩擦效应，通常不适合作为结构材料。因此，耐损伤cmc要求具有适应界面相的适度纤维/基质结合。相间微观结构可以从尖锐的非反应界面到原位反应界面、多孔界面或多层界面，并负责阻止和偏转基体裂纹。
与聚合物和金属基复合材料相似，CMC的断裂性质和性能主要受增强纤维的影响。但在更高的程度上，纤维必须表现出高刚度和极端的热稳定性。碳纤维以优异的方式满足这些要求。它们在商业上有各种改性，可编织成预制件，碳纤维在2000°C以上表现出非常高的热稳定性。然而，它们的主要缺点是在超过450°C的氧化气氛中降解，导致需要外部氧化保护。由氧化动力学可知，提高最终热处理温度可提高c纤维的抗氧化性。因此，与高强度纤维相比，高模量或altra高模量碳纤维增强材料的抗氧化性也有所提高。
长期的氧化保护需要多层保护涂层，其中碳/碳或碳/碳化硅复合材料被保护，例如碳化硅层和额外的自热玻璃形成层，以莫来石、氧化铝或硅等氧化物为基础。碳化硅层可以通过充填胶结来实现，但通过CVD工艺沉积的纯β-SiC层可以获得更好的抗氧化性。
由于C/C、C/SiC和C/C-SiC的热膨胀系数各向异性，这些复合材料的氧化防护比非增强碳或石墨块材料更难。CVD-SiC涂层与碳纤维增强层之间的CTE不匹配导致SiC涂层在沉积后的冷却期间出现裂纹。裂纹的形成开始于CVD涂层温度以下约100°C。因此，CVD-SIC涂层复合材料在800℃左右氧化速率最高，裂纹张开与氧化动力学之间的距离最大。因此，复杂的氧化和腐蚀涂层只能在静态条件下降低材料在一定温度区间内的降解，而所有现有的保护涂层都不能完全防止动态条件下的氧化。C/SiC和C/C-SiC复合材料的设计者和使用者必须考虑到这些固有的限制，以便充分应用这些材料，例如，在使用无损检测方法时，检查周期较短，在使用中监测时会付出更多的努力。