1、采用解析法和有限差分方法對總厚度為6mm厚的塊狀的W／Cu梯度功能材料板在制備過程中產生的殘余熱應力場及在服役狀況下的穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)的熱應力場進行分析，對成分分布指數(shù)、梯度層數(shù)、梯度層厚度進行了優(yōu)化，并按優(yōu)化的結果分別采用了熔滲法及直接堆疊燒結法制備了W／Cu功能梯度材料。在采用熔滲法工藝制備時比較了有機造孔劑和無機造孔劑對鎢骨架孔隙的影響；采用直接堆疊法制備時比較了常規(guī)燒結和高能球磨活化燒結的工藝對梯度材料性能的影響。并對W／Cu梯度功

2、能材料的部分力學性能、物理性能、元素分布及抗熱沖擊性進行了檢測，研究結果如下： (1)成分分布指數(shù)、梯度層數(shù)及梯度層厚度對熱應力的大小和分布狀況有著決定 性的影響。當成分分布指數(shù)P=1時，熱應力的最大值達到最小，梯度層間的 熱應力差值較為緩和，成分分布指數(shù)取1對緩和熱應力具有明顯的作用；梯 度層數(shù)對熱應力的影響較大，當梯度層數(shù)n>6時，對緩和熱應力的效果較好， 為了制備的方便，梯度層數(shù)取6即可有效地緩和熱應力；梯度層的厚

3、度hFGM 越大，對緩和熱應力越有利，h<,FGM>=5mm時，工作熱應力的最大值降為非梯 度功能材料工作熱應力的50％。 (2)非穩(wěn)態(tài)熱應力的最大值總是出現(xiàn)在兩端，當采用水淬法模擬其服役狀況時， 裂紋垂直于橫截面在富鎢端出現(xiàn)。 (3)采用水煮溶解無機造孔劑比采用分解揮發(fā)有機造孔劑制備的鎢骨架的孔隙 要細小均勻得多，采用不同粒度的粉末制備的W／Cu FGM比采用同一粒度制 備的W／Cu FGM的梯度狀況良好。

4、 (4)從富銅端到富鎢端部分力學性能和物理性能呈準連續(xù)的變化，在800℃的條 件下進行水淬，熱循環(huán)16次才出現(xiàn)微裂紋，表明具有良好的抗熱沖擊性。 (5)采用高能球磨活化燒結比常規(guī)燒結制備的W／Cu FGM的相對密度要高，在 1350℃燒結2h的條件下相對密度達到96[％]，由于燒結時間短，整體上沒有 出現(xiàn)銅的宏觀流動。 以上研究表明，采用水煮溶解無機造孔劑及高能球磨可以制備相對密度高，性能呈梯度分布具有良好抗