热防护梯度功能材料是根据一种全新的材料设计概念而开发的一种新型功能材料。它以缓和热应力和耐热、隔热以及耐腐蚀等为目的,其设计思想是使材料的构成要素(组成、结构、结合形式等)从一侧向另一侧呈现连续性变化,从而得到单和复合功能渐变的非均质材料。金属强度高、韧性好,但不耐高温和腐蚀。陶瓷耐高温、抗腐蚀,但脆性大,不耐冲击。若将金属和陶瓷组合可以充分发挥两者的优点,克服其缺点。但普通的黏接或组合技术,由于两者界面的热膨胀系数不同,而产生很大的热应力,引起剥离、开裂和脱落,造成材料的损坏。
梯度功能材料是一种使金属和陶瓷的组分和结构呈连续变化,从而物性参数也呈连续变化的复合材料。这种复合材料的高温侧壁采用耐热性好的陶瓷材料,低温侧壁使用导热和强度好的金属材料;材料从陶瓷过渡到金属的过程中,其耐热性逐渐降低,机械强度逐渐升高,热应力在材料两端均很小,在材料中部达到峰值,从而具有热应力缓和功能。