28 (469)

Funkcjonalne materiały gradientowe (FMG) do zastosowań w mikro- i optoelektronice

Funkcjonalne materiały gradientowe (FMG):

-    definicja

-    obszary zastosowań właściwości

-    metody wytwarzania

FMG w mikro- i optoelektronice:

-    inżynieria naprężeń

-    inżynieria przerwy wzbronionej

FMG - definicja

Funkcjonalne Materiały Gradientowe (FMG) - materiały, w których pewne właściwości fizyczne (skład, struktura, przerwa Wzbroniona, itp.) zmieniają się, w zadany sposób, w ich objętości

•FMG mogą posiadać nowe, lepsze właściwości, w porównaniu z właściwościami poszczególnych faz

• Zmiana właściwości (nazywana jest funkcją materiałową) może mieć charakter ciągły lub quasi-ciągły (dyskretny)

\ t

Ciągła, dyskretna i wielofazowa mikrostruktura gradientowa

FGM - zastosowania

Metalowo-ceramiczne FMG (cylindry silników samochodowych)

Inspiracją dla sztucznie wytworzonych materiałów gradientowych były ich spotykane w naturze formy (bambus, zęby, kości, skóra)

Bambus

Strona metaliczna - duża twardość Strona ceramiczna - mała przewodność temperaturowa

Kości

FGM - definicja cd.

FGM - zalety

Zalety wykorzystania obszarów FMG jako alternatywy do połączenia dwóch różnych materiałów:

•    złagodzenie rozkładu naprężeń termicznych

•    minimalizacja lub eliminacja obszarów koncentracji naprężeń na granicach warstw

•    poprawa siły spajania

■ poprawa właściwości trybologicznych_

Naprężenia na granicy warstw mogą powodować rozwarstwienie dwu-warstwy

Zastosowanie gradientowej warstwy przejściowej redukuje naprężenia, co poprawia adhezję i zmniejsza prawdopodobieństwo delaminacji

Rozkład naprężeń w dwu-warstwie mateńałów o różnych współczynnikach rozszerzalności termicznej