梯度功能材料ppt課件-資料下載頁
2025-01-03 00:36本頁面
【正文】 行器具有重要意義 。 航空母艦甲板 船舶工業(yè) 39 ? 為對(duì)柴油機(jī)或汽油機(jī)活塞頭進(jìn)行熱保護(hù) ， 需在鋼基底上噴涂厚度大于 2mm的 ZrO2涂層 。 如果直接在金屬上覆蓋陶瓷 ， 在構(gòu)件投入使用前就會(huì)導(dǎo)致界面脫層 。 ? 通過覆蓋一些陶瓷含量不斷增加的金屬 陶瓷復(fù)合梯度涂層 ， 可保證涂層力學(xué)完整性 ， 保護(hù)活塞 。 柴油機(jī)活塞頭 汽油機(jī)活塞頭 汽車工業(yè) 40 能源工業(yè) ? 核反應(yīng)堆內(nèi)壁溫度高達(dá)數(shù)千 K， 其內(nèi)壁材料采用單純雙層結(jié)構(gòu) ， 熱傳導(dǎo)不好 ， 孔洞較多 ， 熱應(yīng)力下有剝離傾向 。 ? 采用金屬 /陶瓷結(jié)合的梯度材料 ， 能消除熱傳遞及熱膨脹引起的應(yīng)力 ， 解決界面問題 ， 可替代目前不銹鋼 /陶瓷復(fù)合材料 。 核反應(yīng)堆 41 ? 固體氧化物燃料電池堆的新型設(shè)計(jì)是采用金屬 /陶瓷的多層梯度結(jié)構(gòu) ， 它們與金屬整體互連 。 ? 組分梯度性過渡可有效減小電池充放電對(duì)電極材料引起的微觀應(yīng)力 ， 延長電池使用壽命 ， 有效降低成本 ， 簡(jiǎn)化制造 。 燃料電池 42 光學(xué)器件工業(yè) ? 梯度功能材料推動(dòng)一個(gè)新的光學(xué)分支 梯度折射率光學(xué) 的形成 ， 在光學(xué)器件中有大量應(yīng)用 。 ? 梯度折射率透鏡體積小 、 焦距短、 消像差性好 ， 組成的光學(xué)系統(tǒng)可大大減少非球面組件數(shù) ， 簡(jiǎn)化光學(xué)器件結(jié)構(gòu) 。 ? 梯度折射率光纖可以自聚焦 ， 提高耦合效率 。 梯度折射透鏡 棒透鏡 43 ? 下表列出了梯度折射光學(xué)材料的一些應(yīng)用例子 。 光學(xué)器件系統(tǒng) 設(shè)計(jì)或應(yīng)用的例子 成像系統(tǒng) 準(zhǔn)直透鏡、施密特校正鏡、攝影透鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡 復(fù)印機(jī)系統(tǒng) 棒透鏡系列 內(nèi)窺鏡系統(tǒng) 醫(yī)用內(nèi)窺鏡 光通信系統(tǒng) 自聚焦光纖、連接器、分路器、光開關(guān)、光衰減器、 光波導(dǎo)器件、激光二極管 光盤系統(tǒng) 拾音透鏡、拾像透鏡 光計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 微型光學(xué)元件 梯度折射率材料的應(yīng)用 44 生物醫(yī)學(xué)工業(yè) ? 羥基磷灰石 (HA)陶瓷和鈦或Ti6Al4V合金組成的梯廢功能材料可作為仿生人工關(guān)節(jié)和牙齒 。 ? HA是生物相容性優(yōu)良的生物活性陶瓷 ， 鈦及其合金生物相容性也很好 ， 強(qiáng)度高 ， ? 人造牙的齒根外表采用耐磨性優(yōu)良的 HA陶瓷 ， 內(nèi)部采用可承受較大變形的鈦或 Ti6Al4V合金 。 梯度功能材料制成的人造牙 45 ? HA含量從外表面到內(nèi)表面逐漸減少 ， 形成 HA玻璃 鈦功能梯度復(fù)合材料 。 ? 燒結(jié)后特別適于植入人體 ， 在保證良好的生物相容性的同時(shí)提供一定的支撐強(qiáng)度 ， 還可以顯著提高牙齒的缺口阻力 ， 抑制微觀裂紋損傷 。 HA玻璃 鈦功能梯度復(fù)合材料截面示意圖 46 電子材料 ? PZT壓電陶瓷廣泛用于制造超聲波振子 、 陶瓷濾波器等電子元件 ， 但其在溫度穩(wěn)定性和失真振蕩方面存在一定問題 。 ? 通過調(diào)整材料組成 ， 使其梯度化 ， 就能使壓電系數(shù)和溫度系數(shù)等得到最恰當(dāng)?shù)姆峙?， 提高壓電器件的性能和壽命 。 壓電陶瓷器件 47 ? 梯度功能材料是一種設(shè)計(jì)思想新穎 、 性能優(yōu)良的新材料 ， 將 FGM結(jié)構(gòu)和 FGM化技術(shù)與智能材料系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來 ， 將會(huì)給材料科學(xué)帶來一場(chǎng)新的革命 。 ? 梯度功能材料被認(rèn)為是 21世紀(jì)材料科學(xué)的一個(gè)重要發(fā)展方向 。 48 謝謝大家！
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