功能梯度材料在工程领域中具有广泛的应用。例如，在航空航天领域，功能梯度材料可以用于制造航天器的热防护结构，提高其耐热性能和抗氧化性能。在机械制造领域，功能梯度材料可以用于制造高强度、耐磨损的零部件，提高机械设备的使用寿命和稳定性。在电子器件领域，功能梯度材料可以用于制造高效能、高稳定性的电子元件，提高
功能梯度材料的概念最早是由日本科学家平井敏雄于1984年首先提出的，目的是要解决如航空、航天等高技术领域出现的苛刻条件下使用的材料问题。如航天飞机推进系统中超音速燃烧冲压式发动机,其燃烧室壁一侧接触高达2000℃的燃烧气体，承受超高温，而另一侧则接触-200℃的液氢燃料，承受超低温，而产生的极大热应力。
梯度功能材料是一种组分或结构呈连续梯度变化,从而性能随之渐变的复合材料;主要特征是组分/结构的连续梯度分布、性能的渐变性、消除明显界面、适应多重环境需求。 梯度功能材料(FGM)的定义需强调两点:1)组成或结构在空间上连续梯度变化,不同于传统复合材料的分层结构;2)由此产生的性能呈现连续过渡。其主要特征包括:①...
到20世纪80年代,日本科学家提出了关于功能梯度材料的研究计划,并在日本科技厅“关于开发缓和热应力的功能梯度材料的基础技术研究”计划中开始实施。项目主要用于研究航天飞机的耐高温功能梯度材料,由于陶瓷和金属在热膨胀系数、韧性以及强度等方面均有很大差异,将两者直...
FGM 可分为：(a) 通过构造实现的 FGM，例如添加层以制造组件，以及 (b) 通过材料分布扩散产生材料梯度的 FGM 。多材料的一般分类 © 3D科学谷白皮书 根据3D科学谷，3D打印-增材制造可以在不同材料分布的帮助下根据负载和其他要求调整局部密度。此外，借助定制的梯度功能数字材料，可以优化组件的重量、成本和生产...
这种材料的设计灵感来源于自然界中许多生物体的结构,比如贝壳、骨骼等,它们都具有类似的梯度性质,能够有效地抵抗外部环境的影响,具有很高的韧性和强度。 功能梯度材料的设计理念是将不同性能的材料通过一定的方式结合起来,使得整体材料的性能在空间上呈现出梯度变化。这种设计能够充分发挥各种材料的优势,同时弥补它们的...
一般情况下,FGMs通过改变材料成分、晶格结构或孔隙分布来实现性能梯度的变化。 功能梯度材料的主要优势之一是优化材料的性能。由于不同区域的性能可以根据需求进行调节,所以功能梯度材料可以在同一件材料中实现多种性能要求。例如,可以在一个功能梯度材料中将刚性材料和韧性材料结合起来,以提高整体的强度和韧性。 另一个...
而现有制造功能梯度材料的3D打印技术主要有直接激光成型（DED/PBF）、熔融挤出成型（DIW）等。如选区激光融化/烧结、电子束熔化等粉末床熔融工艺；激光近净成形、激光熔覆、激光金属沉积等定向能量沉积工艺；浆料挤出、粉末挤出等熔融挤出工艺。但是这些技术在制造功能梯度材料时还存在许多缺陷与不足；粉末床熔融技术胚体...
功能梯度材料(FEM)的概念于1980年在日本仙台首次提出。在梯度材料中,当化学成分或微观结构向一个或多个方向逐渐变化时,性能从一侧到另一侧会发生平滑且非突然的变化。在材料选择中,使用具有梯度界面的 FGM 代替异种接头或具有尖锐界面的常见复合材料,因为它们具有多种优势,例如由于相邻层之间的物理、冶金和机械性能的...
功能梯度材料(FGM)允许在从生物医学到建筑学的多学科领域中进行多种应用。然而,它们的制造相对于梯度连续性,界面弯曲和方向自由性而言是乏味的。 大多数商业设计软件不包含属性梯度数据,这妨碍了对适合FGM的设计空间的探索。在有关科学进展的新报告中,佩德罗·阿格斯·贾奇尼(Pedro AGS Giachini)和美国。 德国和土耳...