Functionally graded material (original) (raw)
In materials science Functionally Graded Materials (FGMs) may be characterized by the variation in composition and structure gradually over volume, resulting in corresponding changes in the properties of the material. The materials can be designed for specific function and applications. Various approaches based on the bulk (particulate processing), preform processing, layer processing and melt processing are used to fabricate the functionally graded materials.
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | In materials science Functionally Graded Materials (FGMs) may be characterized by the variation in composition and structure gradually over volume, resulting in corresponding changes in the properties of the material. The materials can be designed for specific function and applications. Various approaches based on the bulk (particulate processing), preform processing, layer processing and melt processing are used to fabricate the functionally graded materials. (en) 傾斜機能材料（けいしゃきのうざいりょう、Functionally Graded Materials（英語）、通称FGMs（えふ・じー・えむ））とは、従来の素材では困難だった相反する異なる特性を両立させる為に組成、組織が異なる複数の素材の組成が連続的に変化し一体的に組み合わされた材料のこと。 (ja) Tworzywa gradientowe (ang. Functionally Graded Materials- FGMs), są to materiały, w których wzdłuż co najmniej jednego określonego kierunku, uzyskano ciągłą zmianę właściwości użytkowych lub konstrukcyjnych w wybranym procesie technologicznym. Materiały te znane są od wielu stuleci, choć ich obecna nazwa pojawiła się niedawno. W połowie lat osiemdziesiątych XX wieku, poszukiwano w Japonii tworzywa mogącego stanowić poszycie konstrukcji kosmicznych i lotniczych. Najważniejszym warunkiem, który ten materiał musiał spełniać, była redukcja naprężeń cieplnych wynikających z pracy elementu w gradiencie temperatury rzędu 1300 °C. Dodatkowo wewnątrz kompozytu, przewidziano rozmieszczenie włókien mających za zadanie odprowadzić ciepło, powstające podczas pracy elementu, poza strefę roboczą. Zrealizowanie tego celu przez proste naniesienie jednego typu materiału na drugi nie jest łatwe, a ponadto gwałtowna zmiana parametru funkcjonalnego w niektórych zastosowaniach może być niekorzystna. Stopniowe, kontrolowane przejście pomiędzy właściwościami materiałów składowych, umożliwia w miarę pełną adaptację wyrobu do przewidywanych warunków jego eksploatacji. Pozwala to z kolei obniżyć koszty surowcowe oraz nakłady związane z utrzymaniem i konserwacją elementów konstrukcji. Konieczne jednak jest opracowanie ekonomicznego sposobu formowania tego typu tworzyw, decydującego o szerszych możliwościach ich stosowania. Poszukiwanie nowych i adaptacja już znanych technik, ze szczególnym naciskiem na metody niskonakładowe o wysokiej powtarzalności i wydajności, stanowi właśnie obecny kierunek rozwoju prac nad materiałami FGMs. (pl) Функционально-градиентные материалы — сплавы, состоящие из твёрдых зёрен карбидов, нитридов и боридов переходных металлов (карбид вольфрама, карбид титана, , и т. д.), образующих прочный непрерывный каркас, и металлической связки (кобальт, никель, титан, алюминий и т. д.), содержание которой непрерывно изменяется в объёме материала. В результате ФГМ-материалы обладают свойствами как твёрдого сплава, так и металла, то есть имеют высокую твёрдость и большую ударную вязкость. Благодаря этим свойствам, а также высокой термической стойкости, ФГМ-сплавы могут эффективно использоваться в следующих областях: военная техника (бронежилеты и защита танков и вертолётов от пулевого и осколочного поражения); металлообработка (изготовление резцов для обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов); горнодобывающая промышленность (резцы для бурения скальных пород); перерабатывающая промышленность (облицовка измельчителей для размола твердых веществ); и т. д. Практической реализации структуры ФГМ можно достигнуть, например, послойным прессованием твердосплавных пресс-порошков с различным содержанием металлической связки и различным размером зерна твёрдой фазы с последующим вакуумным спеканием. При этом будет наблюдаться массоперенос металлической связки в ходе жидкофазного спекания из слоя с большим размером зерна в слой с меньшим размером зерна, приводящий к градиенту содержания её в сплаве. Это даёт возможность управлять градиентом металл-связки в ФГМ-сплаве при помощи соотношения её концентрации в прессуемых слоях. (ru) |
| dbo:thumbnail | wiki-commons:Special:FilePath/Segmented_FGM_plate_with_n_layers.png?width=300 |
| dbo:wikiPageID | 7196964 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageLength | 9614 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1081886701 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:United_Kingdom dbr:Radovan_Kovacevic dbr:Loughborough_University dbr:Materials_science dbc:Loughborough_University dbc:Composite_materials dbr:Taxonomy_(general) dbc:Materials_science dbr:Stereolithography dbr:Sintering dbr:Research_Center_for_Advanced_Manufacturing dbr:Voxel dbr:Additive_manufacturing dbr:Computer_aided_design dbr:Computer_aided_manufacturing dbr:Titanium_boride dbr:File:Fgr_plate.png dbr:File:Segmented_FGM_plate_with_n_layers.png |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:Reflist dbt:Short_description dbt:Use_dmy_dates |
| dct:subject | dbc:Loughborough_University dbc:Composite_materials dbc:Materials_science |
| rdf:type | yago:WikicatMaterials yago:Abstraction100002137 yago:Material114580897 yago:Matter100020827 yago:Part113809207 yago:PhysicalEntity100001930 yago:Relation100031921 yago:Substance100019613 |
| rdfs:comment | In materials science Functionally Graded Materials (FGMs) may be characterized by the variation in composition and structure gradually over volume, resulting in corresponding changes in the properties of the material. The materials can be designed for specific function and applications. Various approaches based on the bulk (particulate processing), preform processing, layer processing and melt processing are used to fabricate the functionally graded materials. (en) 傾斜機能材料（けいしゃきのうざいりょう、Functionally Graded Materials（英語）、通称FGMs（えふ・じー・えむ））とは、従来の素材では困難だった相反する異なる特性を両立させる為に組成、組織が異なる複数の素材の組成が連続的に変化し一体的に組み合わされた材料のこと。 (ja) Tworzywa gradientowe (ang. Functionally Graded Materials- FGMs), są to materiały, w których wzdłuż co najmniej jednego określonego kierunku, uzyskano ciągłą zmianę właściwości użytkowych lub konstrukcyjnych w wybranym procesie technologicznym. (pl) Функционально-градиентные материалы — сплавы, состоящие из твёрдых зёрен карбидов, нитридов и боридов переходных металлов (карбид вольфрама, карбид титана, , и т. д.), образующих прочный непрерывный каркас, и металлической связки (кобальт, никель, титан, алюминий и т. д.), содержание которой непрерывно изменяется в объёме материала. В результате ФГМ-материалы обладают свойствами как твёрдого сплава, так и металла, то есть имеют высокую твёрдость и большую ударную вязкость. Благодаря этим свойствам, а также высокой термической стойкости, ФГМ-сплавы могут эффективно использоваться в следующих областях: военная техника (бронежилеты и защита танков и вертолётов от пулевого и осколочного поражения); металлообработка (изготовление резцов для обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов); гор (ru) |
| rdfs:label | Functionally graded material (en) 傾斜機能材料 (ja) Tworzywa gradientowe (pl) Функционально-градиентные материалы (ru) |
| owl:sameAs | freebase:Functionally graded material yago-res:Functionally graded material wikidata:Functionally graded material dbpedia-fa:Functionally graded material dbpedia-ja:Functionally graded material dbpedia-pl:Functionally graded material dbpedia-ru:Functionally graded material https://global.dbpedia.org/id/tkd4 |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:Functionally_graded_material?oldid=1081886701&ns=0 |
| foaf:depiction | wiki-commons:Special:FilePath/Fgr_plate.png wiki-commons:Special:FilePath/Segmented_FGM_plate_with_n_layers.png |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:Functionally_graded_material |
| is dbo:knownFor of | dbr:Isaac_Elishakoff |
| is dbo:wikiPageDisambiguates of | dbr:FGM_(disambiguation) |
| is dbo:wikiPageRedirects of | dbr:Maxel dbr:Functionally_Graded_Materials dbr:Functionally_Graded_material_(FGM) |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:FGM_(disambiguation) dbr:Design_for_additive_manufacturing dbr:Index_of_engineering_science_and_mechanics_articles dbr:Functionally_graded_element dbr:Magd_Abdel_Wahab dbr:Isaac_Elishakoff dbr:EFF dbr:Marco_Amabili dbr:Cladding_(metalworking) dbr:Thermal_spraying dbr:Multi-function_structure dbr:Maxel dbr:Thermoelectric_materials dbr:Functionally_Graded_Materials dbr:Functionally_Graded_material_(FGM) |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:Functionally_graded_material |
