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2025-07-04 06:28:28
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图9梯度纳米孪晶结构（GNT）铜的力学性能[9]Wu等人在无间隙原子（IF）钢中制备出典型的梯度纳米结构，港华从表面至内芯，港华平均晶粒尺寸从96nm逐渐增大到35μm，研究发现随着应变的增加，IF钢的加工硬化率会出现降低-增加-降低的过程，即加工硬化率在屈服阶段会出现意外的反转[11]，如图10所示。材料组成有金属-陶瓷、燃气金属-合金、燃气金属-非金属、非金属-非金属、非金属-陶瓷、高分子膜-高分子膜等多种组合，种类繁多，应用范围涉及核能源、生物医学工程、化学、电子、光学等[6]，具体见图4。
参考文献[1]LiYi,ResearchProgressonGradientMetallicMaterials[J],MaterialsChina,2016,35(9):658-668[2]JianfengZhao,XiaochongLu,etal.Multiplemechanismbasedconstitutivemodelingofgradientnanograinedmaterial [J],InternationalJournalofPlasticity125(2020)314–330[3]LuK,Makingstrongnanomaterialsductilewithgradients[J],Science,2014,345(6203):1455-1456[4]卢柯，双组梯度纳米结构材料[J],金属学报，双组2015,51（1）：1-10[5]朱林利，纳米孪晶和梯度纳米结构金属强韧特性研究进展[J]，固体力学学报（ChineseJournalofSolidMechanics），2019,40（1）：1-20[6]AnkitGupta,MohammadTalha,Recentdevelopmentinmodelingandanalysisoffunctionallygradedmaterialsandstructures [J],ProgressinAerospaceSciences79(2015)1–14[7]MinooNaebe,KamyarShirvanimoghaddam,Functionallygradedmaterials:Areviewoffabricationandproperties[J],AppliedMaterialsToday5(2016)223–245[8]SaradaPrasadParida,PankajCharanJena,AnOverview:DifferentManufacturingTechniquesusedforFabricatingFunctionallyGradedMaterial [J],MaterialsToday:Proceedings18(2019)2942–2951[9]周昊飞，梯度纳米结构金属力学性能、变形机理和多尺度计算研究进展[J]，固体力学学报，2019,40（3）：193-213[10]ChengZ,ZhouH,LuQ,GaoH,LuL.ExtrastrengtheningandworkhardeningingradientNanotwinnedmetals[J],Science,2018,362(6414):eaau1925[11]WuXL,JiangP,ChenL,etal.Extraordinarystrainhardeningbygradientstructure[J],ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesU.S.A.,2014,111(20):7197-7201[12]FeiChen,MingyongJia,etal.MechanicalbehaviorofAlN/Mofunctionallygradedmaterialswithvariouscompositionalstructures [J],JournalofAlloysandCompounds816(2020)152512[13]LiJianjun,ChenShaohua,WuXiaolei,etal.Aphysicalmodelrevealingstrongstrainhardeninginnano-grainedmetalsinducedbygrainsizegradientstructure[J],MaterialsScienceandEngineering:A,2015,620:16-21本文由胡凡供稿。图11CMo与P的变化对应关系[12]研究表明，活动当p＜1时，活动材料中容易出现富金属梯度结构，其径向和剪切弯曲强度均可达到最大值，分别为369.78MPa和48.01MPa，如图11所示。图3陶瓷-金属梯度功能复合材料梯度材料，全面即梯度功能复合材料，全面简称FGM（FunctionallyGradientMaterial），又称倾斜功能材料，定义是两种或多种材料复合且成分和结构成连续梯度变化的一种新型复合材料，不仅能有效避免尺寸突变引起的性能突变，还能使具有不同特征尺寸的结构相互协调，实现综合性能的优化和提升。
薄膜叠层法实际上也属于粉末冶金法，推开是将不同配比的薄膜进行叠层压实，推开再经脱胶处理后加压烧结，但由于组成不同，烧结时可能会出现裂纹和层间剥离等，已经制得的FGM有ZrO2-3Y2O3-Ni。图5梯度结构的类型和梯度率（以晶粒尺寸梯度为例）[1]澳大利亚MinooNaebe等人统计了1980年~2016年期间在FGM方面的研究成果数量和相应的所属国家，济南结果如图6所示，济南可以看出，自梯度材料这一概念从20世纪80年代提出以来，年论文成果发布量呈直线上升，以中国、美国、伊朗、日本、印度、德国等国家最多[7]。
Cheng等人采用电沉积技术制备了梯度纳米孪晶结构（GNT）铜，港华该结构具有晶粒和孪晶双重梯度结构，港华孪晶片层厚度为29~72nm，晶粒尺寸为2.5~15.8μm，GNT铜的强度和加工硬化随着结构梯度的增加而增加。
表1 FGM常见的制备方法比较和评估[6]研究进展早期的梯度结构主要侧重于表面性能和功能的改善，燃气但是应用梯度结构作为一个整体结构来改善材料的综合性能等方面的研究仍处于起步阶段。随着市场的发展与变革，双组消费者对于淋浴房的需求与消费习惯也在不断改变，双组那么对于淋浴房企业而言，在产品的研发上还是产品设计上，都应紧跟市场发展潮流，从当下年轻消费群体需求去全面考量。
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