;功能梯度复合材料;功能梯度复合材料与混杂材料和常见复合材料比较材料;5.1功能梯度复合材料的分类;5.2功能梯度复合材料的设计、制备和性能评价;5.2.2FGC的制备方法?;相;5.2.3FGCM的性能评价;5.3功能梯度复合材料的热应力分析模型;5.3.2梯度物性参数模型;热物理其它模型;（1）Voight模型—经典的线性混合物法则;（4）Fan模型—一般混合物法则;（5）Mori-Tanka模型-平均场理论;5.4FGCM的热应力分析;5.4.2热应力的数值分析;图5-10圆板状SiC/CFGCM经网格划分的模型示意图;2）叠层成分分布指数P;3）梯度层总厚度;5）最外层纯SiC层厚度;5.5常见功能梯度复合材料;2.?物相组成及显微结构;图5-19老化处理12d后样品的(a)二次电子像、(b，c)背散射电子像及(d)元素EPMA面扫图;图5-20Gd/BST异质界面扩散层厚度与老化时间变化关系;3.电热输运性能;图5-23Gd/BST梯度复合材料老化不同时间后正向(实心图标)和反向(空心图标)测试的(a)热导率、(b)载流子热导率、(c)晶格热导率和(d)ZT与温度的关系曲线，图中的插图为300K、350K和500K时的热导率、载流子热导率、晶格热导率和ZT与老化时间之间的关系曲线;4.制冷性能;表5-7?Gd/BST梯度复合材料单臂器件老化不同时间后的制冷性能/K;5.5.2?功能梯度铝基复合材料;图5-25纯Al粉末、碳化硅粉末和CF的扫描电镜形貌，以及CF/Al和FGC的制备过程示意图。;2.微观结构;图5-27反极图、晶界分布图、局部应力分布图、热轧前FGCM各层的晶粒度和晶界分布。;图5-28热轧后FGCM各层的IPF图、晶界分布图、KAM图。;3.力学性能;4.导热系数;5.5.3功能梯度高熵合金复合材料;图5-31?制造工艺：原材料、LMD工艺、样品的位置;2.物相组成;3.微观结构与显微硬度;图5-34?(a)TEM图像及其对应的SAEDs；（b-g）TFFT晶格图像和应变的HRTEM图;4.力学性能;5.5.4功能梯度涂层复合材料;2.SiC/SiC-ZrSi2涂层的微观组织;3.显微组织;图5-37梯度复合涂层：表面(a)；(a)的局部放大图(b)；横截面(c)及相应面积的EDS结果；(b)中相应点的EDS;4.功能梯度复合涂层的TG曲线;5.功能梯度复合涂层的抗氧化性能;图5-40氧化后梯度复合涂层的横截面：(a)1473K；(b)局部放大率(a)；(c)1573K；(d)1773K。;6.功能梯度复合涂层的抗氧化机理;5.6功能梯度复合材料在航空航天领域中的应用;本章小结

功能梯度复合材料是21世纪最新型的材料之一，发展飞快，以其独特的设计理念，特殊的制备方法，以及优越的使用性能，无疑一直会是被研究的最热门材料之一。它是指材料的组成、结构、孔隙率、取向、界面等要素沿厚度方向由一侧向另一侧连续变化，使材料的物理、化学、生物等性能沿着厚度方向也发生连续变化，可以适应不同环境，具有特殊功能的新型复合材料。它不同于传统的复合材料，存在独特的功能梯度。可从其组成、结构、孔隙率、取向、界面等要素进行梯度设计，制备方法多，常见的有粉末冶金法、等离子喷涂法、自蔓延高温合成法、气相沉积法、离心铸造法、激光熔覆法、3D打印法、无压浸渗法、电沉积法等。由于制备过程经历高温、成分或结构存在梯度，会在复合材料中产生热应力，常见分析热应力的模型有成分分布模型和物性参数模型。计算方法则有数值法和有限元分析法。常用的功能梯度复合材料有热电磁功能梯度复合材料、功能梯度金属基复合材料、高熵合金功能梯度复合材料及功能梯度涂层复合材料等。功能梯度复合材料在航空航天领域中有着十分广阔的应用前景。