梯度功能材料ppt課件(參考版)
2025-01-06 00:36本頁面
【正文】 48 謝謝大家！ 。 壓電陶瓷器件 47 ? 梯度功能材料是一種設(shè)計思想新穎 、 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)有機地結(jié)合起來 ， 將會給材料科學(xué)帶來一場新的革命 。 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 。 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 。 光學(xué)器件系統(tǒng) 設(shè)計或應(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 光計算機系統(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 。 ? 梯度折射率光纖可以自聚焦 ， 提高耦合效率 。 燃料電池 42 光學(xué)器件工業(yè) ? 梯度功能材料推動一個新的光學(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 。 核反應(yīng)堆 41 ? 固體氧化物燃料電池堆的新型設(shè)計是采用金屬 /陶瓷的多層梯度結(jié)構(gòu) ， 它們與金屬整體互連 。 柴油機活塞頭 汽油機活塞頭 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 。 如果直接在金屬上覆蓋陶瓷 ， 在構(gòu)件投入使用前就會導(dǎo)致界面脫層 。 空天飛機 火箭燃燒室 38 ? 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材料涂層 ， 或設(shè)計連續(xù)增強纖維排列的逐級梯度 ， 顯著提高它們的缺口阻力 ， 抑制微觀裂紋擴張 ， 大幅改善甲板的抗高應(yīng)變速率變形和沖擊性能 ， 對艦船的防護(hù)及搭載飛行器具有重要意義 。 ? 空天飛機高速飛行時機身和機翼的溫度也高達(dá)上千K， 只能采用熱防護(hù)梯度材料解決熱應(yīng)力問題 。 起飛時燃料箱上的脫落物擊中機翼 飛機的左翼上有兩條清晰的裂紋 36 ? 在兩種表面按照基體 /陶瓷比率設(shè)計具有梯度的金屬基或碳基復(fù)合結(jié)構(gòu)可解決上述問題 。 這種復(fù)合材料防熱系統(tǒng)的重復(fù)使用性 、 可靠性等存在很大問題 。 激光熔覆將材料 A合金化到材料 B制備 FGM示意圖 33 梯度功能材料的應(yīng)用 34 航天工業(yè) ? 航天飛機在往返大氣層的過程中 ， 機頭前端和機翼前沿服役溫度約 2022K， 冷表面的溫度低于 1000K。 ? 重復(fù)操作 ， 在 B表面產(chǎn)生 B含量逐漸減少的梯度 。 ? 由于中間層的存在，緩和了熱應(yīng)力，解決了金屬和陶瓷結(jié)合不牢和易開裂的問題。 ? 調(diào)節(jié)粉末粒度分布和燒結(jié)工藝，可得良好熱應(yīng)力緩和的梯度功能材料。 30 顆粒梯度排列法 ? 將金屬、陶瓷等粉末按一定梯度分布直接填充到模具中加壓燒結(jié)；也可將不同組分粉末壓成薄膜 /片后進(jìn)行疊層燒結(jié)。 ? 日本采用連續(xù)成型的電磁加壓自蔓延技術(shù)合成TiB2/Cu、
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