エンジンの推力室で使用される耐火金属は、主にタングステン合金、モリブデン合金、タンタル合金、ニオブ合金です。これらの長所と短所を以下の表に示します。中でもニオブ合金は、他の耐火金属に比べて密度が低く、高温強度に優れ、塑性や溶接性も良好であるため、最も有望な耐火金属材料の一つです。しかし、ニオブ合金は高温酸化耐性が低く、600℃付近で急速に「腐食」酸化を起こします。そのため、エンジンの推力室の要求を満たすには、表面に酸化防止コーティングを施す必要があります。タングステン合金は、高温強度に優れ、熱膨張係数が低く、密度が高く（19.3 g/cm³）、延性-脆性遷移温度が高く（室温以上）、機械加工が難しく、高温酸化耐性が低い。モリブデン合金は、密度が低く（10.2 g/cm³）、高温クリープ性能に優れ、熱膨張係数が低く、延性-脆性遷移温度が高く（室温以上）、機械加工が難しく、溶接性が悪く、700℃以上で酸化する。タンタル合金は、高温強度に優れ、耐熱衝撃性が高く、クリープ強度が高く、熱膨張係数が低く、延性と靭性が高く、密度が高い（16.68 g/cm³）。500℃以上で「ペスト」酸化を起こす。ニオブ合金は、密度が低く（8.57 g/cm³）、高温強度に優れ、延性が高く、溶接性が高い。また、600℃以上では酸化します。
他の高温合金と比較して、高温ニオブ合金は、低密度、高温（600～1600℃）における高い比強度、優れた冷間・熱間成形性、良好な溶接性といった利点を有しています。薄肉かつ複雑な形状の部品への加工が可能であり、ロケットエンジン、人工衛星、宇宙船、ミサイルなどの姿勢制御／軌道制御エンジンの推力室延長部などの部品製造に用いられています。航空宇宙構造部品の重要な候補材料の一つです。航空宇宙分野では、ニオブ・ハフニウムとニオブ・タングステン合金が最も一般的に使用されています。現在、姿勢制御／軌道制御エンジン用の耐火金属推力室は、2世代の製品に分かれています。 「第一世代」とは、米国で最も一般的に使用されているニオブ・ハフニウム合金（C-103）を指し、「第二世代」とは、ロシアと中国で最も一般的に使用されているニオブ・タングステン合金（Nb521）を指します。これら2つのニオブ合金の物理的特性と高温引張特性を比較すると、Nb521はC-103合金よりも著しく高い高温機械的特性を示します。1600℃における強度はC-103合金の3～4倍であり、様々な軌道・姿勢制御エンジンモデルに成功裏に適用されています。
アルミニウム系およびケイ化物系コーティングは、ニオブ合金の高温保護コーティングの主要な研究システムです。アルミニウム系コーティングは作製が容易ですが、高温での機械的特性が劣り、熱衝撃でひび割れや剥離を起こしやすく、使用温度が低い（一般的に1200℃以下）ため、耐用年数が短くなります。静的等温酸化環境に適しています。ケイ酸塩系コーティングは優れた熱安定性と自己修復特性を持ち、1300℃以上の温度で使用できるため、現在最も一般的に使用されているニオブ合金コーティング材料となっています。米国で最も一般的に使用されているニオブ合金グレードはC103（Nb-10Hf-1Ti）です。その他の一般的なグレードには、SCb291（Nb-10W-10Ta）とFS-85（Nb-11W-27.5Ta）があります。一般的に使用されるケイ化物コーティングのグレードには、R512A（Si-20Cr-5Ti）とR512E（Si-20Cr-20Fe）があります。ロシアでは、ニオブ合金としてNb521（Nb-5W-2Mo-1Zr）が一般的に使用され、コーティングにはモリブデンケイ化物（MoSi2）がよく用いられます。
いくつかのコーティングの製造方法と用途を以下の表に示します。米国で開発されたR512AとR512Eコーティングは、スラリー焼結法を採用しており、製造工程が簡便で生産サイクルも短いですが、使用温度は一般的に1400℃以下です。現在、宇宙船、スペースシャトル、その他の航空機に広く使用されています。ロシアで開発されたMoSi2コーティングは、真空アーク蒸着と浸透反応の2段階法を採用しています。製造工程は比較的複雑で生産サイクルも長いですが、高温酸化耐性に優れ、1500℃以上の温度で使用できます。このコーティングを施したエンジン推力室は、様々な仕様があり、人工衛星、宇宙船、その他の航空機に広く使用されている。
