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《新型梯度功能材料的研究现状与展望.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、,咫!材料导报新型梯度功能材料的研究现状与展望‘∀#∃%∃&∋%∋(∋)%(&∗∀#+%∀∃,∋+−∋.∃/∋)∗0+&∋.∃1∃230∀∃4)&∃∋5+&(65∋07#(∗5∃&∋8(∋∃#5(69478:李克平张同俊,9华中理工大学模具技术国家重点实验室武汉;!<<=;:摘要主要介绍了梯度功能材料的研究现状,对国内外制备梯度功能材料的各,项技术进行科学的分类并简述其原理和优缺点同时展望了梯度功能材料的发展方向。关键词梯度功能材料制备技术热应力&∋,Χ>?%∋#(,∋≅.5%Α(Α∃#Α#∃%∃&∋%∋(∋)%+−∋.∃%∋)
2、∗0+&478Β5&∋#+,Χ∗)∃∃∗(&∗Δ(&0Ε5&∗%+−∋∃∃.&5Φ)∃%−+#Α#∃Α(#5&Γ478.+Δ∃(&∗(?#+(∗(#∃%∃5∃&,,∋5−5∃(660∃6(%%5−5∃∗(&∗∋.∃Α#5&∃5Α6∃%(?Η(&∋(Γ∃%(&∗%.+#∋∃+Δ5&Γ%+−∋.∃Δ(#∃Ι,5&∋#+∗)∃∃∗8+#∃+Η∃#∋.∃∗5#∃∃∋5+&+−∗∃Η∃6+ΑΔ∃&∋+−4785&∋.∃−)∋)#∃ΒΙ∀#+%∀∃∃∋∃∗)&∃∋+&(∋0Γ#(∃&∋(∋∃#(,#∃(#(∋5+&∋∃,&)∃%,ϑ∃02+#
3、∗%−565∗5Δ56ΑΑ.5Φ∋.∃#Δ(6%∋#∃%%‘。Λ〕失效前言Μ,=年日本科学技术厅航空宇宙技术随着国防高科技的发展,超耐热材料在研究所和东北大学的研究者们共同提出了。“梯度”,“航天和航空工业中扮演着极其重要的角色功能材料的新概念旨在进行关于开由于,航空器在大气圈内高速飞行机头尖端发热应力缓和型梯度功能材料的基础性技和机器”。,发动机燃烧室中的内壁温度高达术的研究在这项研究中设想采用计算机,,Κ<<<ϑ以上使材料处于极其恶劣的服役条理论和尖端的材料合成技术使材料的构成,,件下一方面机体材料的外表面和燃烧室的要素多元
4、化,并采用连续控制成分分布创制,另一,,内壁要具有超耐热性能方面机体材料材料的复素化制造技术制造出一面耐超高“双面功能”。的内表面和燃烧室的外壁要分别具有低温和温另一面耐超低温的材料由于超低温性能。而传统的金属材料和超耐热材这种材料的构成要素的成分分布和组织结构料都难以满足这种服役条件。为此,人们试图趋于合理化,大大降低了双表面之间相临材,,将金属材料与超耐热材料复合或在金属材料薄层间的热膨胀系数差使热应力得以缓,和,料表面涂覆超耐热涂层以达到上述要求但从而合成出满足服役条件的梯度功能材,。是由于两种性质不同的材料的热膨胀系数料947
5、8:与传统的功能9无梯度:材料相,,、相差太大导致这两种材料接合界面的热应比478的组成组织9含亚结构和空隙在,、,力太大因此使复合材料或涂层脱落龟裂而内:的形态和结合方式有所不同478组成,,Ν国家自然科学基金资助项目项目号ΒΟΜ<。材料导报,!翅的连续分布、组织的宏观连续微观不连续形塑料等广泛的复合。设计部门已建立了较丰态以及要素的共扼结合方式等特征使得这种富的梯度功能材料体系数据子库,且按照包材料能以所期望的成分分布形式出现,并可括材料结构几何形状和热边界条件在内的技能具有复数。,,9非简单复合:功能图复合材料术要求
6、参照材料性能数据和设计基本资料〔Β一’〕Ψ界面上热应力过度的蓄积是导致材料开裂和选择可能的材料体系组元复合给定一,因,、剥离发生的主要因素此使超耐热材料和组设计初始数据9如成分分布参数物性值以,,耐低温材料9如陶瓷Π金属:之间的组成连续及边界条件等:进行热传导及热应力分析地梯度变化,消除两种材料直接接合引起的然后采用逆反设计系统优化设计,以确定最,,性质突变因素从而最好地缓和了热应力而佳的复合参数如材料组元的混合比分布值,一!。,又最多地保留了两种材料的优良特性〔〕Ψ等另一方面材料设计部门在获得该材料的,、、、、,日本提出这一概念后美
7、法英德等国使用环境温度介质和冷却速率等条件下对“∃。,家先后发表了特超音速客机12Θ#5∃&∋发生的热应力进行最适当的缓和Λ%Ζ目前这ΡΣ#∃%%”、“”、“∃#ΧΑ载人航天飞机ΤΘ3ΘΥΤ两方面的研究目标仍然是继续探讨梯度功能∃%,“”。Δ和%>17Ρς等与478相关的各种材料体系更准确的计算模型日本东北大学计划田。而日本在梯度功能材料研制上一直和国立航空宇宙技术研究所认为,陶瓷Π金属,、处于领先地位已研制了ΩΠ∀/Κ/≅ΞΠΞ和体系478的有限元分析模型好坏标准应,,3≅1Π35等梯度功能材料并把梯度功能材料是梯度功能材料的热应力
8、峰值并不一定要从单纯的机械领域扩展到电气、化学、光学、均值,而是要使最高的热应力峰下降,且最小。,原子核和生物等领域。本文主要介绍佛度功化已有的计算结果表明成分等梯度变化时能,,材料的研究现状对国内外制备这种材料陶瓷侧的
