梯度功能材料是具有高性能的新型復(fù)合材料。材料正反兩面功能和成分有較大差異,是一種功能從A材料緩慢過渡到B材料的非均質(zhì)材料 ,其物理性質(zhì)呈連續(xù)的梯度變化。
例如制造航天飛機(jī)、運(yùn)載火箭外殼,外表面要承受上千度的高溫,內(nèi)側(cè)又要具有良好的力學(xué)強(qiáng)度和導(dǎo)熱性,只有梯度功能材料可以滿足這一要求。殼體外層為耐熱陶瓷成分,內(nèi)側(cè)為金屬成分,中間部分的結(jié)構(gòu)和成分呈連續(xù)遞變,其耐熱性、力學(xué)強(qiáng)度及導(dǎo)熱性均呈梯度分布。由于無界面存在,消除了材料內(nèi)應(yīng)力,避免外殼在運(yùn)行中出現(xiàn)龜裂、脫落及受高溫高速氣流沖刷導(dǎo)致的破壞。
制造梯度功能材料的方法有多種。大都工藝過程復(fù)雜,生產(chǎn)條件苛刻。唯有復(fù)合電鍍技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢,常溫下進(jìn)行復(fù)合電沉積,只需要連續(xù)改變影響A組分在復(fù)合鍍層中A組分(或B組分)的工藝參數(shù)或操作條件,如鍍液組分、陰極電流密度、鍍液溫度、pH、添加劑、攪拌強(qiáng)度及固體微粒分散量等,就會使復(fù)合鍍層中的某組分連續(xù)增加或下降,形成梯度功能材料。
梯度功能材料被認(rèn)為是21世紀(jì)材料科學(xué)的一個重要發(fā)展方向,應(yīng)用前景十分廣闊。