功能梯度材料就是逐渐地连续地改变两种材料的组成和结构,使其内部组织及功能呈连续、平稳变化的非均质材料。如高速发动机不仅要耐高温,且要承受很大的温度梯度;生物材料要求具有强韧性和相容性等。为解决这类问题,研究开发了功能梯度材料(FGM)。

金属-陶瓷构成的热应力缓和功能材料可较好解决上述热应力缓和问题,通常在高温侧壁用耐热好的陶瓷材料,低温侧壁用导热和强度好的金属材料。从陶瓷侧过渡到金属侧的过程,其耐热性逐渐降低,力学性能缓慢升高。热应力在材料的两端均很小,其峰值在材料中部,因而具有缓和热应力的功能。

功能梯度材料在宇航、原子能、医学及生物工程上有望得到广泛应用,而且其电磁特性和光学功能亦有广泛的发展前景。

功能梯度材料的发展前景

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