Керамические матрицы можно подразделить на оксидные (оксиды алюминия, кремния, муллит, алюмосиликаты бария, кальция, лития) и не оксидные. Да их армирования помимо волокон, применяют керамические частицы.
Композиты на основе дискретных наполнителей, в т.ч. грубых и штапельных волокон, формуют традиционным для керамической промышленности методами: шликерным литьём или литьем под давлением, после чего заготовки подвергают термической или в некоторых случаях, механической обработке. Другой распространённый процесс - горячее прессования или горячее изостатического прессование.
Композиты из непрерывных, и в некоторых случаях штапельных волокон формуют следующим образом:
- Получения заготовки требуемого формы
- Нанесение защитных (для предотвращения химического взаимодействия с матрицей) и адгезионных покрытий либо из раствора, либо методом CVD.
- Введение материала матрицы. Применяют пропитку предкерамическим полимером, либо золем или суспензией керамических частиц. Для композитов SiC матрицей распространено осаждение из газовой фазы (см. рисунок).
Композиты с Al2O3 -матрицей можно получать методом «прямого окисления металла», в котором заготовку последовательно помещают в расплав алюминия и атмосферу кислорода (см. рисунок).
- Термообработка.
- Повторная пропитка заготовки в (большинстве случаев). Число циклов пропитки-термообработки для получения материала требуемой плотности может достигать 15 при продолжительности каждого из них до трёх суток.
- Механическая обработка. Наибольшее распространение получили композиты с SiC матрицей. Такие легковесно композиты обладают высокой стойкостью к термическому удару, коррозионной стойкостью, высокой теплопроводностью, низким коэффициентом термического расширения. К преимуществам композитов с оксидной матрицей добавляется окислительная стойкость. Эксплуатационные характеристики определяются качеством используемых материалов и технологическими особенностями процессов, однако типичные «средние» значения для таких композитов могут быть указаны в нижеприведенной таблице.
Керамические композиты SiC –матрицей производят в опытно-промышленных масштабах. Они применяются в авиакосмической отрасли для изготовления элементов камер внутреннего сгорания и турбин высокого и низкого давления: отражатели и заслонки газового потока (смотрите рисунок), жаровых труб, футеровки стенок камер внутреннего сгорания, узлов сочленения камер внутреннего сгорания, роторов и лопатки турбин, рециркуляционных вентиляторов теплообменников. Из композитов с оксидной матрицей наилучшие перспективы для промышленного производства у высокотемпературных газовых фильтров и теплообменников.