功能梯度材料

<正>功能梯度材料并不是什么新材料。古人很早就根据这种思路来炼铁,在日本出土的一把剑刃上,我们可以看到剑锋、刃部和主体的颜色是不同的,这说明它们的成分也是不同的。大自然早就把这个概念引入生物组织中了,例如,动物的骨头就是一种梯度结构,外部坚韧,内部疏松多孔。厨房使用的一把菜刀刀刃部需要硬度高的材料,而其他部位的材料则应该具有高强度和韧性。     

梯度功能材料

由多层金属和陶瓷构成一体的梯度功能材料，因为各层成分的逐渐变化而实现其热膨胀系数的连续逐渐变化的热应力缓和型耐高温材料，这就是最早开发成功的梯度功能材料，用于宇宙飞船的机身能耐受高达１８００℃的高温。热应力缓和用梯度功能材料另一个典型材料，便是高性能切削工具，它所要求的特性有耐磨性、耐崩刃性和低成本等。当前广为应用的切削工具材料有ＷＣ—Ｃｏ系硬质合金、ＴｉＣＮ—Ｎｉ系金属陶瓷、表面涂以薄于１０ｕｍ厚度的Ｔｉ系陶瓷涂层的硬质合金材料等。硬质合金的耐崩刃性优良，但耐磨性差，而陶瓷材料的耐磨性优良，但…     

1600℃弹性模量测定装置

高温弹性模量测定装置采用悬丝耦合振动原理,用钽管作发热体,温度达1600℃,真空度10~(-4)～10~(-5)毫米汞柱,测量误差在±3.5%以内。本文介绍了测试原理,炉体结构,配套设备。测定了钨、钼、铌及其合金室温～1600℃的弹性模量。并对影响测量精度的因素进行了讨论。     

耐-40℃低温冲击材料的研发

试验了不同Ni质量分数、不同温度热处理工艺的球墨铸铁件的低温冲击性能,得到Ni质量分数为0.5%~0.6%、700℃热处理工艺能够达到超规范要求的耐-40℃低温冲击材料要求;同时经过调整炉料配比试验了无Ni球墨铸铁的低温性能,获得铸态无镍达到顾客要求且合格率达到80%以上的球墨铸铁材料,为后续的无镍CRH3定子架铸件生产打下了基础。     

Ti与功能梯度材料

功能梯度材料（ＦＧＭ）是近十几年发展起来的一种新型材料，它的概念可以表示为“在空间中由一种功能向其它功能连续变化的整体材料”，即：它不是指特定的物性和材料构成，而是表示功能的构成．功能梯度材料由最初的耐热材料到半导体材料、光学材料和生物材料，范围相当广泛．作为天然的梯度结构的材料有竹子和骨头，作为热应力缓和的ＦＧＭ有切削刀具，能量转换用的有热电转换材料以及生物体用的人工齿根等．ＦＧＭ的制造方法分为“微观的”梯度结构的合成工艺和“宏观的”梯度结构的合成工艺两大类：“微观的”工艺有物理气相沉积（ＰＶ…     

钛系梯度功能材料

钛系陶瓷有ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＢ2等,其维氏硬度高达3000以上,合成也比较容易。可以用ＰＶＤ和ＣＶＤ方法在金属基体表面形成钛系涂层,而且这种涂层可以以梯度功能材料形式结合到金属基体上。用钛作基体时,通过表面碳化或氮化处理而在基体表面上形成Ｔｉ/ＴｉＣ或Ｔｉ/ＴｉＮ系梯度功能材料层,能有效地提高其抗破损性。用硬质合金作基体时,在烧结时通入反应性气体,即可形成自硬质合金到钛系陶瓷直至表面成分逐渐变化的梯度功能材料层。梯度功能材料作为表面覆盖层,应用于切削工具上能有效地延长切削工具的使用寿命,可使其抗破损性提高50%…     

正在兴起的功能梯度材料

在高新技术产业日益发展的情况下,一种新奇的功能梯度材料也随之应运而生,并为人类社会的发展做出了积极贡献。     

梯度功能材料的制造方法

梯度功能材料是一种在空间上从一种功能连续变化为另一种功能的整体材料,它从耐热材料到半导体材料、光学材料、生物体材料所涉及的材料范围极其广泛．梯度功能材料在材料内部形成"宏观"变化和"微观"变化．在制造工艺方面,可分为"微观"梯度构造合成法和"宏观"梯度构造合成法。微观梯度构造合成法为了获得在成分和组织结构上连续变化的梯度功能材料,有必要采用能够精密控制"微观"组成的制造工艺．典型的精密控制工艺便是气相沉积法（也称蒸镇法）,包括物理气相沉积（PVD法）和化学气相沉积（CVD法）。PVD法是将被蒸发的物质析出到基…     

作为超高温材料使用的梯度功能材料

作为超高温材料使用的梯度功能材料作为以难熔金属及其化合物为主要成分的梯度功能材料，要求具有综合的功能和梯度变化的构造。实现以下目的：（１）缓和热应力。在不互溶的金属－金属系混合物中，Ｗ／Ｃｕ系梯度功能材料受到最广泛的关注，类似的材料还有Ｍｏ／Ｃｕ系。...     

一种新型耐650℃高温钛合金的氧化行为

研究了新型耐650℃高温钛合金Ti650在600～700℃下的氧化行为。通过氧化增重试验研究了氧化动力学规律,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析了氧化膜的相结构和表面形貌,同时测试了氧化层对力学性能的影响。结果表明,Ti650合金氧化过程分为氧化初始阶段(<50 h)和氧化稳定阶段(50～100 h)。氧化初期质量增益迅速上升,当氧化时间超过50 h后,氧化速度减慢并趋于平稳,氧化进入稳定阶段。Ti650合金的氧化反应指数n值大于2,表明Ti650合金在700℃以下具有良好的抗氧化性能。Ti650合金的氧化反应产物主要为TiO_2,呈颗粒状。随着氧化温度的升高和氧化时间的延长,TiO_2颗粒尺寸增大。     

梯度功能材料研究与应用

介绍了近年来梯度功能材料（ＦＧＭ）国外发展动态,较详细叙述了梯度功能材料制和协方法,如化学气相沉积法（ＣＶＤ）,放电等离子烧结法（ＳＰＳ）,复合离心铸造法（ＣＤＣ）等工艺方法,并介绍了样度磁性材料、封接合金、刀具材料及生体材料的制备、性能、特点及应用。     

粉末冶金工艺制造梯度功能材料

粉末冶金工艺制造梯度功能材料运用粉末冶金工艺制造梯度功能材料（ＦＧＭ），能够提供大范围的成分和显微组织控制，以及良好的形状成形能力。氧化物／金属系材料的结合，容易获得材料性能的最佳配合。用粉末冶金法制造ＦＧＭ时，一般包括以如下步骤选择适当金属与陶瓷材...     

梯度功能材料制件和应用

梯度功能材料制件和应用１９８２年日本提出了具有优异热应力松弛特性的梯度功能材料（ＦＧＭ），现已用于生产能量转换设备、电子器件以及工程结构物上使用的先进构件。日本和瑞士采用粉末冶金法首先制成了ＺｒＯ２／ＳＵＳ３０４不锈钢、ＺｒＯ２／Ｎｉ以及ＺｒＯ２／Ｎ...     

热应力缓和型梯度功能材料

梯度功能材料制作技术当前最有发展前途的，有各种气相沉积法、喷涂技术、自蔓燃反应法以及颗粒排列粉末烧结技术．这些方法在成分和组织控制以及制品厚度控制方面均各有其特点．其中的颗粒排列粉末烧结技术不但能制作落的材料，而且也能制造较厚的梯度功能材料，这种技术是以现代粉末冶金和陶瓷工艺为基础的．为缓解烧结梯度功能材料的热应力，在材料设计时要注意两个方面，一是成分分布曲线的最佳化从而使自烧结温度冷却至室温时所产生之热应力缓和，另一方面则是为使得在使用环境温度差很大的条件下发生的热应力缓和的最佳化．在制造过程…