Vật liệu FGM là hỗn hợp của nhiều loại vật liệu, phổ biến thường gồm hai thành phần là gốm (ceramic) và kim loại (metal) với các đặc trưng cơ học như Bảng 2.1.
Bảng 2.1: So sánh đặc tính của gốm và kim loại
Vị trí Vật liệu Tính năng
Vùng chịu nhiệt cao Gốm Chịu nhiệt cao, Chống oxy hóa cao, Dẫn nhiệt thấp.
Các lớp bên trong Gốm-Kim loại Loại bỏ những vấn đề liên quan đến bề mặt tiếp xúc giữa các lớp vật liệu Vùng chịu nhiệt thấp Kim loại Tính năng chịu lực cao, Hệ số dẫn nhiệt cao, Độ dẻo dai cao
Vật liệu FGM được ứng dụng nhiều trong mơi trường có sự làm việc khắc nghiệt như lá chắn nhiệt của tàu vũ trụ, thiết bị đẩy phản lực, vỏ lò tinh luyện các loại xỉ, quặng khai khoáng, các bộ phận động cơ, thiết bị tiếp xúc với nguồn điện cơng suất lớn... Ví dụ như trong các lớp cách nhiệt truyền thống của các thiết bị chịu nhiệt cao, một lớp vật liệu gốm được tráng lên các kết cấu kim loại, tuy nhiên sự thay đổi đột ngột tại vị trí tiếp xúc giữa hai vật liệu khác nhau gây ra sự tập trung lớn ứng suất, dẫn đến hình thành biến dạng dẻo hoặc nứt. Những ảnh hưởng tiêu cực đó có thể được giảm nhẹ bằng cách sắp xếp vật liệu thay đổi liên tục theo các vật liệu thành phần, tại những vị trí cần chịu nhiệt và ăn mịn cao thì hàm lượng gốm cao, ngược lại kim loại được tập trung tại những vị trí cần các tính năng cơ học có tính dẻo dai… Hình 2.6 là ứng dụng của vật liệu FGM trong ngành vũ trụ.