梯復(fù)合材料學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1梯復(fù)合材料梯復(fù)合材料(f h ci lio)第一頁(yè)，共39頁(yè)。竹子竹子(zh zi)竹節(jié)中纖維素含量變化竹節(jié)中纖維素含量變化第2頁(yè)/共39頁(yè)第二頁(yè)，共39頁(yè)。第3頁(yè)/共39頁(yè)第三頁(yè)，共39頁(yè)。挑戰(zhàn)，即使足采用陶瓷或金屬?gòu)?fù)合材料，由于兩者的熱膨脹系數(shù)的差異，在高溫使用時(shí)也會(huì)產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致在材料表層出現(xiàn)剝落或龜裂，使材料失效。第4頁(yè)/共39頁(yè)第四頁(yè)，共39頁(yè)。第5頁(yè)/共39頁(yè)第五頁(yè)，共39頁(yè)。料。料。第6頁(yè)/共39頁(yè)第六頁(yè)，共39頁(yè)。第7頁(yè)/共39頁(yè)第七頁(yè)，共39頁(yè)。金屬陶瓷金屬非金屬陶瓷陶瓷非金屬塑料陶瓷非金屬金屬/金屬梯度(t d)功能材料組合(zh)方式上分第8頁(yè)/共39頁(yè)第

2、八頁(yè)，共39頁(yè)。、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(t cn)的組成梯度變化) （3）梯度功能連接型(粘接接縫的組成梯度變化) 、功能上分： （1）熱防護(hù)梯度功能材料 （2）折射率梯度功能材料第9頁(yè)/共39頁(yè)第九頁(yè)，共39頁(yè)。材料混雜材料復(fù)合材料梯度材料設(shè)計(jì)思想分子、原子級(jí)水平合金化組分優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合特殊功能為目標(biāo)組織結(jié)構(gòu)0.1nm-0.1m0.1m-1m10nm-10mm結(jié)合方式化學(xué)鍵、物理鍵分子間力分子間力/物理鍵/化學(xué)鍵微觀組織均質(zhì)/非均質(zhì)非均質(zhì)均質(zhì)/非均質(zhì)宏觀組織均質(zhì)均質(zhì)非均質(zhì)功能一致一致梯度化第10頁(yè)/共39頁(yè)第十頁(yè)，共39頁(yè)

3、。第11頁(yè)/共39頁(yè)第十一頁(yè)，共39頁(yè)。通過粉末混合燒結(jié)形成通過粉末混合燒結(jié)形成(xngchng)的的FGM結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖示意圖第12頁(yè)/共39頁(yè)第十二頁(yè)，共39頁(yè)。粉末冶金(fn m y jn)法按其成型工藝可分為直接(zhji)填充法噴射(pnsh)積層法薄膜疊層法離心積層法粉漿澆注法第13頁(yè)/共39頁(yè)第十三頁(yè)，共39頁(yè)。 此法雖工藝此法雖工藝(gngy)簡(jiǎn)便，但其成分分布簡(jiǎn)便，但其成分分布只能是階梯式的。只能是階梯式的。第14頁(yè)/共39頁(yè)第十四頁(yè)，共39頁(yè)。該工藝的最大特點(diǎn)是：可連續(xù)改變粉末該工藝的最大特點(diǎn)是：可連續(xù)改變粉末(fnm)積層的組成，控制精度高，是很有發(fā)積層的組成，控制精度高

4、，是很有發(fā)展前途的梯度基層法。展前途的梯度基層法。第15頁(yè)/共39頁(yè)第十五頁(yè)，共39頁(yè)。第16頁(yè)/共39頁(yè)第十六頁(yè)，共39頁(yè)。第17頁(yè)/共39頁(yè)第十七頁(yè)，共39頁(yè)。第18頁(yè)/共39頁(yè)第十八頁(yè)，共39頁(yè)。第19頁(yè)/共39頁(yè)第十九頁(yè)，共39頁(yè)。CVD工藝工藝(gngy)原理圖原理圖第20頁(yè)/共39頁(yè)第二十頁(yè)，共39頁(yè)。PVD鍍膜器件鍍膜器件(qjin)第21頁(yè)/共39頁(yè)第二十一頁(yè)，共39頁(yè)。激光熔覆將材料激光熔覆將材料(cilio)A合金化到材料合金化到材料(cilio)B制備制備FGM示意圖示意圖第22頁(yè)/共39頁(yè)第二十二頁(yè)，共39頁(yè)。自蔓延高溫自蔓延高溫(gown)合成合成自蔓延合成材料自蔓延

5、合成材料第23頁(yè)/共39頁(yè)第二十三頁(yè)，共39頁(yè)。第24頁(yè)/共39頁(yè)第二十四頁(yè)，共39頁(yè)。第25頁(yè)/共39頁(yè)第二十五頁(yè)，共39頁(yè)。第26頁(yè)/共39頁(yè)第二十六頁(yè)，共39頁(yè)。第27頁(yè)/共39頁(yè)第二十七頁(yè)，共39頁(yè)。第28頁(yè)/共39頁(yè)第二十八頁(yè)，共39頁(yè)。發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)(hngtinfij)的陶瓷熱防護(hù)盔甲的陶瓷熱防護(hù)盔甲第29頁(yè)/共39頁(yè)第二十九頁(yè)，共39頁(yè)。2003年年2月月1日，日，“哥倫比亞哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)爆炸，原因就是這架號(hào)航天飛機(jī)爆炸，原因就是這架航天飛機(jī)左翼在起飛時(shí)遭到從燃料箱上脫落的泡沫絕緣材料航天飛機(jī)左翼在起飛時(shí)遭到從燃料箱上脫落的泡沫絕緣材料撞擊，造成機(jī)體表面隔熱

6、保護(hù)層出現(xiàn)了大面積松動(dòng)和破損，撞擊，造成機(jī)體表面隔熱保護(hù)層出現(xiàn)了大面積松動(dòng)和破損，形成可讓形成可讓“熱氣熱氣(r q)進(jìn)入的空洞進(jìn)入的空洞”，返航途中因超高溫空氣，返航途中因超高溫空氣入侵而徹底解體。入侵而徹底解體。起飛時(shí)燃料箱上的脫落起飛時(shí)燃料箱上的脫落(tulu)物擊中機(jī)翼物擊中機(jī)翼飛機(jī)的左翼飛機(jī)的左翼(zuy)上有兩條清晰的裂紋上有兩條清晰的裂紋 第30頁(yè)/共39頁(yè)第三十頁(yè)，共39頁(yè)。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)梯度熱防護(hù)功能材料梯度熱防護(hù)功能材料第31頁(yè)/共39頁(yè)第三十一頁(yè)，共39頁(yè)。航空母艦航空母艦(hngkngmjin)甲板甲板第32頁(yè)/共39頁(yè)第三十二頁(yè)，共39頁(yè)。柴油機(jī)活塞柴油機(jī)活塞(husi)頭頭汽油機(jī)活塞頭汽油機(jī)活塞頭第33頁(yè)/共39頁(yè)第三十三頁(yè)，共39頁(yè)。核反應(yīng)堆核反應(yīng)堆(hfnyngdu)第34頁(yè)/共39頁(yè)第三十四頁(yè)，共39頁(yè)。梯度梯度(t d)折射透鏡折射透鏡棒透鏡棒透鏡第35頁(yè)/共39頁(yè)第三十五頁(yè)，共39頁(yè)。梯度功能材料梯度功能材料(cilio)制成的人造牙制成的人