功能梯度材料(Functionally Gradient Materials ,FGMs) ,是一类通过结构和组成要素的连续或准连续变化 ,来获得性能相应于结构与组成的变化而渐变的非均质复合材料。近 10 年来 ,功能梯度材料的科学与技术成为备受关注的焦点。从一系列重要的国际功能梯度材料专题会议可以看出 ,无论是在工业上还是在学术上 ,这类材料都得到了广泛的研究。
1995 年以前 ,FGMs 研究的重点主要集中在制备热应力缓和型的功能梯度材料上 ,主要是用于往返式航天器上的超耐热复合材料。近年来“梯度化”作为一种材料的设计思想和结构控 ,制方法已不再局限于热应力缓和功能 ,它的应用已经扩展到航空、航天、原子能、机械、化工、电子、生物医学等众多领域 ,尤其是在耐磨、耐热、耐腐蚀等结构材料方面具有广泛的应用前景。
在 FGMs 的多种应用中 ,功能梯度材料涂层具有独特的价值。在这种工艺中 ,梯度外层被沉淀到预制的大块构件上 ,在大块构件和外部涂层之间起优化过渡作用 ,涂层保护构件的其余部分避免受到构件外部恶劣的温度、腐蚀或磨损等条件的作用。
制备功能梯度材料涂层的方法主要包括气相沉积法、等离子喷涂法、粉末热喷涂法、激光熔覆合成法、复合电沉积法等。不同的制备方法有各自不同的特点 ,回顾和评述了制备功能梯度材料涂层的各种技术 ,并对其潜在的应用领域进行了讨论。
