梯度功能復(fù)合材料定義是什么

　　梯度功能復(fù)合材料也稱為梯度功能材料(functionally gradient materials,FGM)，是兩種或多種材料復(fù)合且成分和結(jié)構(gòu)呈連續(xù)梯度變化的一種新型復(fù)合材料，是應(yīng)現(xiàn)代航天航空工業(yè)等高技術(shù)領(lǐng)域的需要，為滿足在極限環(huán)境下能反復(fù)地正常工作而發(fā)展起來的一種新型功能材料。它的設(shè)計(jì)要求功能、性能隨機(jī)件內(nèi)部位置的變化而變化，通過優(yōu)化構(gòu)件的整體性能而得以滿足。

　　梯度功能復(fù)合材料的應(yīng)用

　　梯度功能材料因具有較高機(jī)械強(qiáng)度、抗熱沖擊、耐高溫性能等特點(diǎn)，在航空航天工程、核工程、生物醫(yī)學(xué)工程、電子工程、化學(xué)工程等諸多方面都有廣泛的應(yīng)用。

　　航空航天熱防護(hù)領(lǐng)域是最先應(yīng)用梯度功能材料的領(lǐng)域。例如，當(dāng)航天飛機(jī)往返大氣層，飛行速度超過馬赫數(shù) 25 時，機(jī)頭的前端和機(jī)翼的前沿處表面溫度高達(dá) 2 000 ℃，以前采用的是以陶瓷為主的組合式復(fù)合材料熱防護(hù)系統(tǒng)，除了無法重復(fù)使用性外，對于整個系統(tǒng)的可靠性也存在很大的問題，如經(jīng)常發(fā)現(xiàn)航天飛機(jī)在太空時出現(xiàn)熱防護(hù)塊脫落的現(xiàn)象。金屬陶瓷梯度功能復(fù)合材料可以像金屬一樣開孔連接或直接焊接，從而解決了這些問題。

　　梯度功能復(fù)合材料的種類有哪些

　　根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)梯度功能復(fù)合材料(FGM)有多種分類方式。

　　根據(jù)材料的組合方式。FGM分為金屬/陶瓷，陶瓷/陶瓷，陶瓷/塑料等多種組合方式的材料;

　　根據(jù)其組成變化。FGM分為梯度功能整體型(組成從一側(cè)到另一側(cè)呈梯度漸變的結(jié)構(gòu)材料)，梯度功能涂敷型(在基體材料上形成組成漸變的涂層)，梯度功能連接型(連接兩個基體間的界面層呈梯度變化);

　　根據(jù)不同的梯度性質(zhì)變化分為密度FGM，成分FGM，光學(xué)FGM，精細(xì)FGM等;

　　根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域有可分為耐熱FGM，耐沖蝕FGM，生物、化學(xué)工程FGM，電子工程FGM等。

　　梯度功能復(fù)合材料制備方法-自蔓延高溫合成法

　　自蔓延高溫合成法(self-prepagating high-temprature synthesis，以下簡稱SHS)作為制備金屬-陶瓷復(fù)合材料的新方法起源于20世紀(jì)80 年代，目前在梯度材料制備中應(yīng)用非常廣泛。

　　梯度功能復(fù)合材料制備方法視頻-激光加熱合成法

　　激光是一種受激輻射的特殊光源，經(jīng)聚焦后可以達(dá)到極高的功率密度。20世紀(jì)90年代初期，日本學(xué)者結(jié)成正弘等開創(chuàng)附加溫度激光掃描燒結(jié)PSZ-Mo系梯度材料的新方法。

　　梯度功能復(fù)合材料制備方法-干式噴涂加溫度梯度燒結(jié)法

　　其主要工藝過程是先將一定混合比的,Ti與Al2O3混合粉末放入等離子氣體室中，利用高頻射流使原料粉末變成超細(xì)粒子，然后冷卻，使其轉(zhuǎn)化成氣溶膠狀態(tài)噴涂在Ti基體上，通過控制喂料過程中Ti/Al2O3比例的連續(xù)變化，得到Ti/Al2O3梯度涂層，然后將所得涂層連同基體一起放入自制的特殊燒結(jié)爐中，利用溫度梯度燒結(jié)。

　　梯度功能復(fù)合材料制備方法視頻-氣相沉積法

　　通過兩種氣相物質(zhì)在反應(yīng)器中均勻混合，在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使生成的固相物質(zhì)在基板上沉積以制備FGM。

　　然而，材料制備工藝的選取以及制備過程中各項(xiàng)參數(shù)的確定都不是隨意的，必須建立在對復(fù)合體系特性的全面了解和對材料制備工藝、結(jié)構(gòu)形成與性能三者之間關(guān)系的深入研究基礎(chǔ)之上。