Τα κεραμικά υλικά χρησιμοποιούνται ευρέως για την αντοχή τους στη διάβρωση, την αντοχή στη φθορά και την απόδοσή τους σε υψηλές θερμοκρασίες. Αποτελούν ένα πιθανό υλικό υψηλής απόδοσης που μπορεί να αντικαταστήσει τα μεταλλικά υλικά και να χρησιμοποιηθεί σε σκληρά περιβάλλοντα. Ωστόσο, λόγω της εγγενούς ευθραυστότητας των κεραμικών υλικών, το φάσμα της πρακτικής τους εφαρμογής είναι περιορισμένο. Με συνεχή πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας, τα νέα κεραμικά υλικά έχουν μια νέα κατεύθυνση ανάπτυξης.
Οι κεραμικοί ινίδιοι (whiskers) αναφέρονται σε ίνες μοнокρυστάλλων με πολύ μικρές διαμέτρους. Γενικά, το μήκος τους είναι εκατοντάδες φορές μεγαλύτερο από τη διάμετρό τους, και συνήθως αναπτύσσονται με τη μέθοδο της αέριας φάσης. Τα ινίδια έχουν λίγα ελαττώματα, επομένως η μηχανική τους αντοχή είναι πολύ υψηλή, και η αντοχή τους σε εφελκυσμό μπορεί να είναι κοντά στη θεωρητική αντοχή των καθαρών κρυστάλλων. Η αντοχή των ινιδίων σχετίζεται στενά με το πάχος τους. Όσο πιο παχιά είναι τα ινίδια, τόσο χαμηλότερη είναι η αντοχή, οπότε όσο μικρότερη είναι η διάμετρος των ινιδίων, τόσο το καλύτερο. Επειδή τα ινίδια έχουν τα χαρακτηριστικά της υψηλής αντοχής, της χαμηλής πυκνότητας και της αντοχής στη θερμότητα, χρησιμοποιούνται συχνά ως υλικά ενίσχυσης. Τα κοινώς χρησιμοποιούμενα ινίδια περιλαμβάνουν ινίδια Al2O3, ινίδια SiC και Si3N4, ινίδια γραφίτη κ.λπ. Η ενίσχυση με ινίδια είναι ένα αποτελεσματικό μέσο για τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων υψηλής θερμοκρασίας και της σταθερότητας σε θερμικό σοκ των κεραμικών υλικών.
Τα νανοκεραμικά σύνθετα υλικά αναπτύχθηκαν στα μέσα της δεκαετίας του 1980. Τα νανοκεραμικά σύνθετα μπορούν γενικά να διαιρεθούν σε τρεις κατηγορίες: ενδοκοκκώδη, διακοκκώδη νανοσύνθετα και νανο/νανοσύνθετα. Τα σωματίδια νανοκλίμακας των δύο πρώτων τύπων νανοσύνθετων υλικών διασκορπίζονται κυρίως εντός ή μεταξύ των κόκκων της μήτρας, και κύριος στόχος τους είναι η βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων σε υψηλές θερμοκρασίες. Τα νανο/νανοσύνθετα αποτελούνται από διασπορές νανοκλίμακας και κόκκους μήτρας, με στόχο την προσθήκη ορισμένων νέων λειτουργιών στα κεραμικά, όπως η δυνατότητα κατεργασίας και η υπερπλαστικότητα. Το μέγεθος των κόκκων, το πλάτος των ορίων των κόκκων, η κατανομή της δεύτερης φάσης, το μέγεθος των πόρων και των ελαττωμάτων των νανοκεραμικών σύνθετων υλικών περιορίζονται στο επίπεδο των 100 nm. Η μείωση του μεγέθους των κόκκων θα διπλασιάσει τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού.
Η σύσταση των σύνθετων υλικών διαβάθμισης απόδοσης αλλάζει σταδιακά από τη μία πλευρά στην άλλη. Η αλλαγή στη σύσταση προκαλεί μια σταδιακή αλλαγή στην απόδοση (ή λειτουργία) του υλικού. Αυτό το υλικό είναι το λεγόμενο υλικό διαβάθμισης απόδοσης (που στην Ιαπωνία ορίζεται ως λειτουργικό υλικό κλίσης). Είναι ένα νέο υλικό που αναπτύχθηκε από την Ιαπωνία στα μέσα της δεκαετίας του 1980. Το υλικό διαβάθμισης απόδοσης είναι ένα υλικό χαλάρωσης θερμικής καταπόνησης. Αναπτύχθηκε για πρακτικές εφαρμογές που απαιτούν η μία πλευρά του υλικού να είναι ανθεκτική στη θερμότητα και στην οξείδωση, ενώ η άλλη πλευρά (κρύα πλευρά) πρέπει να είναι ανθεκτική και ικανή να αποσυμπιέζει και να αντέχει τη θερμική καταπόνηση. Είναι ένα νέο υλικό νέας φιλοσοφίας, διαφορετικό από τα παραδοσιακά ομοιογενή σύνθετα υλικά.