梯度復(fù)合材料ppt課件

1、梯度功能復(fù)合資料梯度功能復(fù)合資料 Functionaily Gradient Functionaily Gradient Composite Materials Composite Materials 復(fù)合資料復(fù)合資料08-108-1班班第四小組第四小組梯度功能復(fù)合資料梯度功能復(fù)合資料 有志者，事竟成，破釜沉舟，有志者，事竟成，破釜沉舟，百二秦關(guān)終屬楚；百二秦關(guān)終屬楚；苦心人，天不負(fù)，臥薪嘗膽，苦心人，天不負(fù)，臥薪嘗膽，三千越甲可吞吳。三千越甲可吞吳。 梯度功能復(fù)合資料梯度功能復(fù)合資料 人造梯度功能資料并不是新事物。越王勾踐劍深埋地下人造梯度功能資料并不是新事物。越王勾踐劍深埋地下2400多年

2、多年，1965年出土?xí)r照舊寒光逼人，鋒利無(wú)比。年出土?xí)r照舊寒光逼人，鋒利無(wú)比。1977年年12月，復(fù)旦月，復(fù)旦大學(xué)與中科院等對(duì)劍進(jìn)展了無(wú)損檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)其主要成分是銅、錫大學(xué)與中科院等對(duì)劍進(jìn)展了無(wú)損檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)其主要成分是銅、錫及少量的鋁、鐵、鎳、硫。劍的各個(gè)部位銅和錫的比例不一。劍及少量的鋁、鐵、鎳、硫。劍的各個(gè)部位銅和錫的比例不一。劍脊含銅較多，韌性好，不易折斷；刃部含錫高，硬度大，使劍非脊含銅較多，韌性好，不易折斷；刃部含錫高，硬度大，使劍非常鋒利；花紋處含硫高，硫化銅可防銹蝕常鋒利；花紋處含硫高，硫化銅可防銹蝕,構(gòu)成了良好的成分梯構(gòu)成了良好的成分梯度。度。 梯度功能資料早就出如今自然界中。

3、竹子是一種典型的梯度功能資料，人類(lèi)和動(dòng)物身體中的骨骼也是一種梯度資料，其特點(diǎn)是構(gòu)造中的最強(qiáng)單元接受最高的應(yīng)力。 生物的梯度構(gòu)造與人造梯度構(gòu)造之間存在很大差別。有生命的FGM是“有智能的，它們能感受所處環(huán)境的變化(包括部分應(yīng)力集中)，產(chǎn)生相應(yīng)的構(gòu)造修正，而人造梯度資料至少在目前還缺乏這種功能。梯度功能復(fù)合資料竹子竹子竹節(jié)中纖維素含量變化竹節(jié)中纖維素含量變化梯度功能復(fù)合資料梯度功能復(fù)合資料一、產(chǎn)生背景一、產(chǎn)生背景二、概念二、概念三、設(shè)計(jì)過(guò)程三、設(shè)計(jì)過(guò)程四、制備工藝四、制備工藝五、開(kāi)展方向五、開(kāi)展方向六、運(yùn)用六、運(yùn)用梯度功能復(fù)合資料梯度功能復(fù)合資料 產(chǎn)生背景產(chǎn)生背景 人類(lèi)很早就認(rèn)識(shí)到非均勻資料廣泛存

4、在于自然界中，如巖石、竹子、牙齒、骨骼等生命或非生命物體，并且其中一些的運(yùn)用已有數(shù)千年的歷史。世紀(jì)年代以來(lái)，隨著航空航天工業(yè)的開(kāi)展，資料的隔熱成了最大的問(wèn)題，特殊的服役環(huán)境致使普通的勻質(zhì)資料面臨著高溫暖大的溫度梯度的挑戰(zhàn)，即使足采用陶瓷或金屬?gòu)?fù)合資料，由于兩者的熱膨脹系數(shù)的差別，在高溫運(yùn)用時(shí)也會(huì)產(chǎn)生宏大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致在資料表層出現(xiàn)剝落或龜裂，使資料失效。梯度功能復(fù)合資料梯度功能復(fù)合資料 產(chǎn)生背景產(chǎn)生背景 針對(duì)這種情況，日本科學(xué)家于年首先提出了的概念。以下圖為的表示圖。的主要優(yōu)勢(shì)表達(dá)在可以銜接種不相容的資料，提高粘結(jié)強(qiáng)度，減小不同資料之間的剩余應(yīng)力和裂紋驅(qū)動(dòng)力，消除不同資料界面的交叉點(diǎn)。梯度功能

5、復(fù)合資料 概念 梯度功能資料梯度功能資料(FGM)(FGM)是兩種或多種資料復(fù)是兩種或多種資料復(fù)合成組分和構(gòu)造呈延續(xù)梯度變化的一種合成組分和構(gòu)造呈延續(xù)梯度變化的一種新型復(fù)合資料；它要求功能、性能隨內(nèi)新型復(fù)合資料；它要求功能、性能隨內(nèi)部位置的變化而變化，實(shí)現(xiàn)功能梯度的部位置的變化而變化，實(shí)現(xiàn)功能梯度的資料。資料。 FGM FGM，又稱(chēng)傾斜功能復(fù)合資料。，又稱(chēng)傾斜功能復(fù)合資料。梯度功能復(fù)合資料 概念 資料顯著特征：組分構(gòu)造及物性參數(shù)都呈延續(xù)變化; 同一件資料的兩側(cè)具有不同性質(zhì)或功能，且能完美結(jié)合; 在苛刻的運(yùn)用條件下性能匹配而不發(fā)生破壞。梯度功能復(fù)合資料 概念金屬陶瓷金屬非金屬陶瓷陶瓷非金屬塑料陶

6、瓷非金屬金屬/金屬梯度功能資料組合方式上分梯度功能復(fù)合資料 概念、組成變化上分： 1梯度功能整體型(從一側(cè)到另一側(cè)組成梯度變化) 2梯度功能涂履型(涂層的組成梯度變化) 3梯度功能銜接型(粘接接縫的組成梯度變化) 、功能上分： 1熱防護(hù)梯度功能資料 2折射率梯度功能資料梯度功能復(fù)合資料 概念留意：留意： 梯度資料與合金資料、復(fù)合資料的區(qū)別梯度資料與合金資料、復(fù)合資料的區(qū)別梯度功能復(fù)合資料梯度功能復(fù)合資料 設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)過(guò)程普通采用逆設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)過(guò)程如下：普通采用逆設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)過(guò)程如下：a. a. 經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，根據(jù)指定的資料構(gòu)造外形和受熱環(huán)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，根據(jù)指定的資料

7、構(gòu)造外形和受熱環(huán)境，得出熱力學(xué)邊境條件；選擇有能夠合成的資料組配和恰當(dāng)?shù)木常贸鰺崃W(xué)邊境條件；選擇有能夠合成的資料組配和恰當(dāng)?shù)闹圃旆椒?；制造方法?根據(jù)資料的物理參數(shù)及控制梯度變化的適宜條件，根據(jù)資料的物理參數(shù)及控制梯度變化的適宜條件，進(jìn)展溫度分布解析和熱應(yīng)力解析，探求比應(yīng)力達(dá)最小值的組成分進(jìn)展溫度分布解析和熱應(yīng)力解析，探求比應(yīng)力達(dá)最小值的組成分布外形或資料組配。布外形或資料組配。b.b.把獲得的結(jié)果作為進(jìn)展梯度功能資料的制備根據(jù)。普通先制備出把獲得的結(jié)果作為進(jìn)展梯度功能資料的制備根據(jù)。普通先制備出較小的試件；然后進(jìn)展擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)。較小的試件；然后進(jìn)展擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)。c.c.將其用于實(shí)踐環(huán)境中進(jìn)展

8、實(shí)驗(yàn)。將其用于實(shí)踐環(huán)境中進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。粉末冶金法 將金屬、陶瓷等粉末按一定將金屬、陶瓷等粉末按一定梯度分布直接填充到模具中梯度分布直接填充到模具中加壓燒結(jié)；也可將不同組分加壓燒結(jié)；也可將不同組分粉末壓成薄膜粉末壓成薄膜/ /片后進(jìn)展疊層片后進(jìn)展疊層燒結(jié)。燒結(jié)。 控制各組分混合比，使壓后控制各組分混合比，使壓后的粉坯梯度層間任一組分濃的粉坯梯度層間任一組分濃度變化較小，梯度層間接合度變化較小，梯度層間接合嚴(yán)密。嚴(yán)密。 調(diào)理粉末粒度分布和燒結(jié)工調(diào)理粉末粒度分布和燒結(jié)工藝，可得良好熱應(yīng)力緩和的藝，可得良好熱應(yīng)力緩和的梯度功能資料。梯度功能資料。經(jīng)過(guò)粉末混合燒結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)粉末混合燒結(jié)構(gòu)成的成的FGM構(gòu)造表示圖

9、構(gòu)造表示圖粉末冶金法按其成型工藝可分為直接填充法放射積層法薄膜疊層法離心積層法粉漿澆注法1.直接填充法 混合粉體經(jīng)造粒、調(diào)整流動(dòng)性后直接按所需成分在壓模內(nèi)逐層充填，并壓制成型。 此法雖工藝簡(jiǎn)便，但其成分分布只能此法雖工藝簡(jiǎn)便，但其成分分布只能是階梯式的。是階梯式的。梯度功能復(fù)合資料梯度功能復(fù)合資料 制備工藝制備工藝2.放射積層法 原料粉體各自參與分散劑攪拌成懸浮液，混合均勻后，一邊攪拌混合，一邊用緊縮空氣放射到預(yù)熱的基板上，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)控制粉末漿的流速及X-Y平臺(tái)的挪動(dòng)方式，即可得到成分延續(xù)變化的堆積層。放射堆積層經(jīng)枯燥后冷壓成型，在熱壓燒結(jié)即得到FGM。該工藝的最大特點(diǎn)是：可延續(xù)改動(dòng)粉末積該工

10、藝的最大特點(diǎn)是：可延續(xù)改動(dòng)粉末積層的組成，控制精度高，是很有開(kāi)展出路層的組成，控制精度高，是很有開(kāi)展出路的梯度基層法。的梯度基層法。3.薄膜疊層法 在陶瓷和金屬粉末體原料中參與微量粘結(jié)劑與分散劑，用振動(dòng)磨混合制漿并經(jīng)減壓攪拌脫泡，用刮漿刀制成厚度10200um的薄膜，將不同比例的薄膜疊層壓制，脫除黏合劑后，加壓燒結(jié)陳階梯狀FGM。要留意調(diào)理粉末粒度分布和燒結(jié)收縮的均勻性，防止燒結(jié)式出現(xiàn)裂紋和層間剝落。4.離心積層法 將原料粉末體快速混合后送入高速離心機(jī)中，粉末在離心力作用下嚴(yán)密堆積于離心機(jī)內(nèi)壁，改動(dòng)混合比可獲得延續(xù)成分梯度分布，經(jīng)過(guò)注蠟處置后，離心堆積具有一定生坯強(qiáng)度，可經(jīng)受切割、冷壓等后續(xù)成

11、型加工，最后再燒結(jié)處置即可。該工藝堆積速度極快，目前實(shí)驗(yàn)室規(guī)模下，堆積直徑15mm、高5mm、壁厚510mm的FGM圓環(huán)僅需5min。5.粉漿澆注法 將原料粉均勻混合成漿料，經(jīng)過(guò)延續(xù)控制粉漿配比，注入模型內(nèi)部，可得到成分延續(xù)變化的試件，經(jīng)枯燥在熱壓燒結(jié)成FGM等離子噴涂法 等離子體噴涂能同時(shí)熔化難熔相和金屬，經(jīng)過(guò)等離子體噴涂能同時(shí)熔化難熔相和金屬，經(jīng)過(guò)控制兩種粉末的相對(duì)供應(yīng)速率來(lái)預(yù)先設(shè)置混合控制兩種粉末的相對(duì)供應(yīng)速率來(lái)預(yù)先設(shè)置混合比率。比率。 運(yùn)用粉末作為噴涂資料，以氦氣、氬氣等氣體運(yùn)用粉末作為噴涂資料，以氦氣、氬氣等氣體為載體，吹入高溫等離子體射流。等離子體射為載體，吹入高溫等離子體射流。等

12、離子體射流把能量傳送給顆粒，粉末被熔融后進(jìn)一步加流把能量傳送給顆粒，粉末被熔融后進(jìn)一步加速，高速?zèng)_撞在基材外表構(gòu)成涂層。高速使顆速，高速?zèng)_撞在基材外表構(gòu)成涂層。高速使顆粒撞到固體基底上時(shí)變得相當(dāng)扁平，使涂層具粒撞到固體基底上時(shí)變得相當(dāng)扁平，使涂層具有相對(duì)低的孔隙率。有相對(duì)低的孔隙率?；瘜W(xué)氣相堆積法化學(xué)氣相堆積法 兩種氣相物質(zhì)在反響器中均勻混合，在一定條件下發(fā)生兩種氣相物質(zhì)在反響器中均勻混合，在一定條件下發(fā)生化學(xué)反響，使生成的固相物質(zhì)在基板上堆積以制備化學(xué)反響，使生成的固相物質(zhì)在基板上堆積以制備FGM的方法。的方法。 CVD法可經(jīng)過(guò)選擇合成溫度、調(diào)理原料氣流量和壓力等法可經(jīng)過(guò)選擇合成溫度、調(diào)理原

13、料氣流量和壓力等來(lái)控制來(lái)控制FGM各組元的成分和構(gòu)造，而且可鍍復(fù)雜外形的各組元的成分和構(gòu)造，而且可鍍復(fù)雜外形的外表；堆積面光滑致密，堆積率高，成為制備復(fù)雜構(gòu)造外表；堆積面光滑致密，堆積率高，成為制備復(fù)雜構(gòu)造的的FGM涂層關(guān)鍵技術(shù)之一。涂層關(guān)鍵技術(shù)之一。CVD工藝原理圖工藝原理圖物理氣相層積法物理氣相層積法 PVD法是經(jīng)過(guò)物理法使源物質(zhì)加熱蒸發(fā)，進(jìn)而在基法是經(jīng)過(guò)物理法使源物質(zhì)加熱蒸發(fā)，進(jìn)而在基板上堆積成膜的一種制備資料的方法。板上堆積成膜的一種制備資料的方法。 PVD法可制備多層不同物質(zhì)的膜；法可制備多層不同物質(zhì)的膜； PVD法得到的膜較薄，每層膜是單純某物系，常和法得到的膜較薄，每層膜是單純某

14、物系，常和CVD法結(jié)合運(yùn)用；法結(jié)合運(yùn)用； 目前已制出目前已制出TiC/Ti、TiN/Ti、CrN/Cr 、TiAlN/Ti和和SiC/C/TiN等多層梯度功能資料。等多層梯度功能資料。PVD鍍膜器件鍍膜器件激光熔敷法激光熔敷法 把資料把資料A放到基底放到基底B外表上，用激光將其與外表上，用激光將其與B基體中基體中外表薄層一同熔化，在外表薄層一同熔化，在B外表構(gòu)成外表構(gòu)成B合金化的合金化的A層。層。 反復(fù)操作，在反復(fù)操作，在B外表產(chǎn)生外表產(chǎn)生B含量逐漸減少的梯度。含量逐漸減少的梯度。 梯度變化可經(jīng)過(guò)控制初始梯度變化可經(jīng)過(guò)控制初始A層的數(shù)量、厚度及熔區(qū)深層的數(shù)量、厚度及熔區(qū)深度來(lái)獲得。度來(lái)獲得。激

15、光熔覆將資料激光熔覆將資料A合金化到資料合金化到資料B制備制備FGM表示圖表示圖自蔓延高溫合成法自蔓延高溫合成法 經(jīng)過(guò)初始反響物濃度分布的空間變化，利用粉末混合經(jīng)過(guò)初始反響物濃度分布的空間變化，利用粉末混合物化學(xué)反響產(chǎn)生的熱量和反響自傳播性，使資料熄滅物化學(xué)反響產(chǎn)生的熱量和反響自傳播性，使資料熄滅和合成來(lái)制備和合成來(lái)制備FGM的方法稱(chēng)為自蔓延高溫合成法。的方法稱(chēng)為自蔓延高溫合成法。 該法的特點(diǎn)是利用放熱反響的能量使化學(xué)反響自動(dòng)繼該法的特點(diǎn)是利用放熱反響的能量使化學(xué)反響自動(dòng)繼續(xù)下去，操作簡(jiǎn)單，反響迅速，最適宜于生成熱大的續(xù)下去，操作簡(jiǎn)單，反響迅速，最適宜于生成熱大的化合物的合成如化合物的合成如A

16、lN、TiC、TiB2等。等。自蔓延高溫合成自蔓延高溫合成自蔓延合成資料自蔓延合成資料梯度功能復(fù)合資料梯度功能復(fù)合資料 開(kāi)展方向開(kāi)展方向性能評(píng)價(jià)方面性能評(píng)價(jià)方面 對(duì)于常規(guī)的工程資料，在性能測(cè)對(duì)于常規(guī)的工程資料，在性能測(cè)定上普通以為是均勻材質(zhì)，只需在定上普通以為是均勻材質(zhì)，只需在特殊要求下才思索資料的各向異性；特殊要求下才思索資料的各向異性；對(duì)于，它的組成和性能是呈對(duì)于，它的組成和性能是呈梯度變化的，用常規(guī)的測(cè)試方法失梯度變化的，用常規(guī)的測(cè)試方法失去了實(shí)踐意義，而國(guó)內(nèi)外也沒(méi)有建去了實(shí)踐意義，而國(guó)內(nèi)外也沒(méi)有建立一致的規(guī)范，它已成為制約立一致的規(guī)范，它已成為制約開(kāi)展的要素之一。開(kāi)展的要素之一。 梯度

17、功能復(fù)合資料梯度功能復(fù)合資料 開(kāi)展方向開(kāi)展方向性能評(píng)價(jià)方面性能評(píng)價(jià)方面 目前的性能大多建立在與普目前的性能大多建立在與普通資料如機(jī)體資料對(duì)比的根底上，通資料如機(jī)體資料對(duì)比的根底上，因此選擇適宜的檢測(cè)手段和建因此選擇適宜的檢測(cè)手段和建立一致的評(píng)價(jià)體系顯得尤為重要。性立一致的評(píng)價(jià)體系顯得尤為重要。性能評(píng)價(jià)主要包括：熱性能評(píng)價(jià)，包能評(píng)價(jià)主要包括：熱性能評(píng)價(jià)，包括熱應(yīng)力緩和特性評(píng)價(jià)、熱疲勞特性括熱應(yīng)力緩和特性評(píng)價(jià)、熱疲勞特性評(píng)價(jià)、隔熱性能評(píng)價(jià)、熱沖擊性能評(píng)評(píng)價(jià)、隔熱性能評(píng)價(jià)、熱沖擊性能評(píng)價(jià)。其它性能評(píng)價(jià)，如的耐價(jià)。其它性能評(píng)價(jià)，如的耐磨、耐腐蝕、電磁、耐輻射等性能的磨、耐腐蝕、電磁、耐輻射等性能的評(píng)價(jià)

18、方法也值得研討和探求。評(píng)價(jià)方法也值得研討和探求。梯度功能復(fù)合資料梯度功能復(fù)合資料 開(kāi)展方向開(kāi)展方向制備工藝方面制備工藝方面 常規(guī)的制備方法普通只能制造尺寸小、外常規(guī)的制備方法普通只能制造尺寸小、外形簡(jiǎn)單的。開(kāi)發(fā)和運(yùn)用新的制備技形簡(jiǎn)單的。開(kāi)發(fā)和運(yùn)用新的制備技術(shù)，如仿生法、微波合成與燒結(jié)法、分子術(shù)，如仿生法、微波合成與燒結(jié)法、分子自組裝法、無(wú)壓浸滲法、超分子復(fù)合法、自組裝法、無(wú)壓浸滲法、超分子復(fù)合法、快速成型法、形變與馬氏體相變法等，深快速成型法、形變與馬氏體相變法等，深化研討電、磁、光、高能射線等對(duì)工藝的化研討電、磁、光、高能射線等對(duì)工藝的影響，為梯度資料的制備提供更寬廣的途影響，為梯度資料的制

19、備提供更寬廣的途徑。徑。梯度功能復(fù)合資料梯度功能復(fù)合資料 開(kāi)展方向開(kāi)展方向計(jì)算機(jī)模擬方面計(jì)算機(jī)模擬方面 根據(jù)資料實(shí)踐的服役環(huán)境，運(yùn)用計(jì)算機(jī)尋根據(jù)資料實(shí)踐的服役環(huán)境，運(yùn)用計(jì)算機(jī)尋覓適宜的梯度資料體系并根據(jù)制備工藝選覓適宜的梯度資料體系并根據(jù)制備工藝選擇適宜的成分梯度，為新資料的研制提供擇適宜的成分梯度，為新資料的研制提供實(shí)際根據(jù)；同時(shí)運(yùn)用數(shù)值模擬軟件對(duì)曾經(jīng)實(shí)際根據(jù)；同時(shí)運(yùn)用數(shù)值模擬軟件對(duì)曾經(jīng)存在的梯度資料體系進(jìn)展優(yōu)化，包括影響存在的梯度資料體系進(jìn)展優(yōu)化，包括影響資料整體性能的成分分布、應(yīng)力分布等。資料整體性能的成分分布、應(yīng)力分布等。梯度功能資料的運(yùn)用梯度功能資料的運(yùn)用航天工業(yè)航天工業(yè) 航天飛機(jī)在

20、往返大氣層的過(guò)程中，機(jī)頭前端和機(jī)翼航天飛機(jī)在往返大氣層的過(guò)程中，機(jī)頭前端和機(jī)翼前沿服役溫度約前沿服役溫度約2000K，冷外表的溫度低于，冷外表的溫度低于1000K。 把直徑為把直徑為11.5m的高純石英纖維加壓成型，的高純石英纖維加壓成型，1290燒成后再按要求切成外形不同、大小不等的燒成后再按要求切成外形不同、大小不等的“磚塊，粘貼到航天飛機(jī)蒙皮上。這種復(fù)合資料防磚塊，粘貼到航天飛機(jī)蒙皮上。這種復(fù)合資料防熱系統(tǒng)的反復(fù)運(yùn)用性、可靠性等存在很大問(wèn)題。熱系統(tǒng)的反復(fù)運(yùn)用性、可靠性等存在很大問(wèn)題。發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)的陶瓷熱防護(hù)盔甲發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)的陶瓷熱防護(hù)盔甲2019年年2月月1日，日，“哥倫比亞號(hào)航天飛

21、機(jī)爆炸，緣由就哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)爆炸，緣由就是這架航天飛機(jī)左翼在起飛時(shí)遭到從燃料箱上零落的泡是這架航天飛機(jī)左翼在起飛時(shí)遭到從燃料箱上零落的泡沫絕緣資料撞擊，呵斥機(jī)體外表隔熱維護(hù)層出現(xiàn)了大面沫絕緣資料撞擊，呵斥機(jī)體外表隔熱維護(hù)層出現(xiàn)了大面積松動(dòng)和破損，構(gòu)成可讓積松動(dòng)和破損，構(gòu)成可讓“熱氣進(jìn)入的空洞，返航途熱氣進(jìn)入的空洞，返航途中因超高溫空氣入侵而徹底解體。中因超高溫空氣入侵而徹底解體。起飛時(shí)燃料箱上的零落物擊中機(jī)翼起飛時(shí)燃料箱上的零落物擊中機(jī)翼飛機(jī)的左翼上有兩條明晰的裂紋飛機(jī)的左翼上有兩條明晰的裂紋 在兩種外表按照基體在兩種外表按照基體/陶瓷比率設(shè)計(jì)具有梯度的金陶瓷比率設(shè)計(jì)具有梯度的金屬基或碳基

22、復(fù)合構(gòu)造可處理上述問(wèn)題。屬基或碳基復(fù)合構(gòu)造可處理上述問(wèn)題。設(shè)計(jì)梯度熱防護(hù)功能資料設(shè)計(jì)梯度熱防護(hù)功能資料船舶工業(yè)船舶工業(yè) 在艦船甲板上可采用含熱障的、抗摩擦或抗沖擊在艦船甲板上可采用含熱障的、抗摩擦或抗沖擊的梯度功能資料涂層，或設(shè)計(jì)延續(xù)加強(qiáng)纖維陳列的梯度功能資料涂層，或設(shè)計(jì)延續(xù)加強(qiáng)纖維陳列的逐級(jí)梯度，顯著提高它們的缺口阻力，抑制微的逐級(jí)梯度，顯著提高它們的缺口阻力，抑制微觀裂紋擴(kuò)張，大幅改善甲板的抗高應(yīng)變速率變形觀裂紋擴(kuò)張，大幅改善甲板的抗高應(yīng)變速率變形和沖擊性能，對(duì)艦船的防護(hù)及搭載飛行器具有重和沖擊性能，對(duì)艦船的防護(hù)及搭載飛行器具有重要意義。要意義。航空母艦甲板航空母艦甲板汽車(chē)工業(yè)汽車(chē)工業(yè) 為

23、對(duì)柴油機(jī)或汽油機(jī)活塞頭進(jìn)展熱維護(hù)，需在鋼基為對(duì)柴油機(jī)或汽油機(jī)活塞頭進(jìn)展熱維護(hù)，需在鋼基底上噴涂厚度大于底上噴涂厚度大于2mm的的ZrO2涂層。假設(shè)直接在金涂層。假設(shè)直接在金屬上覆蓋陶瓷，在構(gòu)件投入運(yùn)用前就會(huì)導(dǎo)致界面脫屬上覆蓋陶瓷，在構(gòu)件投入運(yùn)用前就會(huì)導(dǎo)致界面脫層。層。 經(jīng)過(guò)覆蓋一些陶瓷含量不斷添加的金屬經(jīng)過(guò)覆蓋一些陶瓷含量不斷添加的金屬-陶瓷復(fù)合梯陶瓷復(fù)合梯度涂層，可保證涂層力學(xué)完好性，維護(hù)活塞。度涂層，可保證涂層力學(xué)完好性，維護(hù)活塞。柴油機(jī)活塞頭柴油機(jī)活塞頭汽油機(jī)活塞頭汽油機(jī)活塞頭能源工業(yè)能源工業(yè) 核反響堆內(nèi)壁溫度高達(dá)數(shù)千核反響堆內(nèi)壁溫度高達(dá)數(shù)千K，其內(nèi)壁資料采用單，其內(nèi)壁資料采用單純雙層構(gòu)造，熱傳導(dǎo)不好，孔洞較多，熱應(yīng)力下有純雙層構(gòu)造，熱傳導(dǎo)不好，孔洞較多，熱應(yīng)力下有剝離傾向。剝離傾向。 采用金屬采用金屬/陶瓷結(jié)合的梯度資料，能消除熱傳送及熱陶瓷結(jié)合的梯度資料，能消除熱傳送及熱膨脹引