Domaines d’application des matériaux FGM

Les caractéristiques importantes de FGM ont fait privilégier dans presque tous les domaines humains de l'effort. Les FGM sont des matériaux légers, forts et durables. Les matériaux fonctionnellement graduée sont actuellement en cours appliquée dans un certain nombre d'industries, avec un énorme potentiel à utiliser dans d'autres applications à l'avenir. Les applications actuelles et l'application futuriste du Les FGM sont présentées dans cette section. Les domaines d'application actuels comprennent l'aérospatiale, l'automobile, le biomédical, la défense, l'électricité / électronique, l'énergie, la marine, optoélectronique et thermoélectronique. La (Figure II-2) montre les différents domaines d'application. FGM offre de grandes promesses dans les applications avec conditions de fonctionnement difficiles, ou par exemple, pour des revêtements résistant à l'usure pour la manipulation de grandes particules de minerai abrasif lourd dans l'industrie minière, pour les boucliers thermiques de fusée, pour les composants du moteur thermique, pour les tubes échangeurs de chaleur, pour les revêtements de plasma pour réacteurs de fusion dans les réacteurs nucléaires, pour les générateurs thermoélectriques, applications d'isolation électrique. Les matériaux fonctionnellement graduée sont également idéaux pour réduire la discordance dans les propriétés thermomécaniques dans la liaison métal-céramique qui aident à prévenir décollage. Les futures demandes pour les matériaux fonctionnellement graduée sont dans une telle application, où des propriétés mécaniques, thermiques et chimiques extraordinaires sont nécessaires, et qui doit être capable de maintenir des environnements de travail sévères. Celles-ci domaines d'application potentiels futurs comprennent les applications, où la structure et la les utilisations d'ingénierie nécessitent une combinaison de fonctions incompatibles, telles que la dureté et la ténacité. Les domaines d'application futurs des matériaux fonctionnels seront également étendus, lorsque les coûts de production de ces matériaux d'ingénierie importants sont réduits.

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FGM

Figure II-2:Les principaux domaines d’application des FGM.

 L'industrie aérospatiale

L'application initiale où des matériaux fonctionnels ont été développés pour corps de plan d'espace. L'application de ce nouveau matériau est augmentée au fil des ans dans l'industrie aérospatiale. La plupart des équipements et structures aérospatiaux sont maintenant fabriqués matériaux fonctionnellement calibrés. Ceux-ci comprennent les composants du moteur de fusée, de la structure de l'engin spatial, les panneaux d'échange de chaleur, et certaines structures, telles que là les réflecteurs, les panneaux solaires, le boîtier de la caméra, les roues de turbine, la pale de turbine revêtements, les bouchons de nez, le bord d'attaque des missiles, et les navettes spatiales. Les matériaux fonctionnellement graduée sont également utilisés pour les murs structurels qui combinent thermique et propriétés d'isolation acoustique. Les automobiles sont une autre industrie, dans laquelle fonctionnellement matériaux classés ont été utilisés. Ceux-ci seront présentés dans la sous-section suivante.

Ingénierie

Chimique

L’ingénierie nucléaire

Composants des,réacteurs nucléaires, Pastilles de combustible

Conversion d’énergie

Matière biologique

Electronique

Semi-conducteur à bande graduée

Optiques

Fibres optiques, Lentilles

Produits

Matériaux de constructions, Corps de voiture, verres de fenêtres

Aérospatial

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 L'industrie automobile

L'utilisation des matériaux fonctionnellement graduée dans l'industrie automobile est encore limitée le moment, en raison du coût élevé de production de matériaux fonctionnellement graduée. Cependant, le matériau est utilisé dans des parties très importantes de l'automobile, où le coût élevé actuel justifie son utilisation. Les présentes applications comprennent garnitures de cylindre de moteur pour pistons de moteur diesel, pour les ressorts à lames, pour l'étincelle les bougies, les chambres de combustion, les arbres d'entraînement, les amortisseurs, les volants d'inertie, certaines pièces de carrosserie, la vitre et les freins de voiture de course. Aussi, les matériaux fonctionnellement calibrés sont utilisés dans les revêtements corporels améliorés pour les voitures, et que comprend les revêtements gradués avec des particules, telles que le dioxyde / mica.

 Biomédical

Le corps humain est constitué d'un certain nombre de matériaux fonctionnellement graduée, qui comprend les os et les dents. Ce sont les parties du corps humain les plus remplacées, comme un résultat de dommages à ces pièces, ou en raison du processus de vieillissement naturel. Les matériaux d'ingénierie biocompatibles sont utilisés pour leurs remplacements. Les pièces naturelles que ces matériaux remplacent sont des matériaux fonctionnels dans la nature. C'est pourquoi la majorité des matériaux fonctionnels dans l'industrie biomédicale sont utilisés pour les implants.

 Défense

Les matériaux fonctionnellement graduée sont utilisés dans l'industrie de la défense applications, telles que les gilets pare-balles, l'épée japonaise traditionnelle, et plaques d'armure. Un autre domaine d'application des matériaux fonctionnellement graduée est le corps des véhicules pare-balles.

 Énergie

Les industries de l'énergie ont constamment besoin de différents types de matériaux calibrés, afin d'améliorer l'efficacité de certains de leurs équipements. Quelques-unes des applications des matériaux fonctionnels dans l'industrie de l'énergie inclure la paroi interne des réacteurs nucléaires, le convertisseur thermoélectrique pour l'énergie conversion, le panneau solaire, les cellules solaires, les tubes et les récipients sous pression, électrode graduée pour la production de combustible oxyde solide, le piézo-électrique

Page 47 fonctionnellement matériaux calibrés pour le transducteur à ultrasons, le diélectrique, la pile à combustible, les revêtements de pale de turbine et les revêtements de barrière thermique.

 Électrique / Électronique

Les matériaux fonctionnellement graduée sont utilisés dans les industries électrique et électronique de nombreuses façons différentes. Ceux-ci comprennent dans la relaxation du stress sur le terrain dans le l'électrode et l'interface champ-espacer , dans les diodes, dans les semi-conducteurs, pour isolateurs, et pour la production de capteurs. Le blindage thermique éléments dans la micro-électronique sont également fabriqués à partir du nanotube de carbone fonctionnellement matériaux calibrés.

 Marine

Les matériaux fonctionnellement graduée trouvent également leur application dans l'industrie maritime. Les applications de matériaux fonctionnels dans l'industrie marine et sous-marine inclure dans l'arbre d'hélice, les cylindres de plongée, les dômes du sonar, le composite système de tuyauterie, et dans la coque de pression cylindrique.

 Optoélectronique

Les matériaux fonctionnellement graduée trouvent leur application dans l'industrie optoélectronique pour la production de pièces telles que celles fabriquées avec la fibre optique matériaux, la lentille, les lasers GRINSH, les photo détecteurs très efficaces, cellules solaires, le photo détecteur accordable, les supports de stockage magnétiques, et dans la production de semi-conducteurs avec un indice de réfraction variable.

 Sport

Des matériaux fonctionnellement graduée sont utilisés dans un certain nombre d'équipements sportifs, tels que les clubs de golf, raquettes de tennis et skis. Ceux-ci sont tous faits de matériaux gradués de manière fonctionnelle.

 Autres

L'application de matériaux gradués fonctionnellement comprend également, mais sans s'y limiter, outils de coupe et matrices pour améliorer la résistance thermique de l'outil de coupe et mourir, rasoir lames de fer-aluminure / acier inoxydable, dans l'équipement de sécurité, telles que Les bouteilles d'air anti-incendie, les portes ignifuges, les montures de lunettes et les casques. D'autres comprennent les tubes cryogéniques de l'IRM, les récipients

Page 48 sous pression, les réservoirs de carburant, les mallettes pour ordinateur portable, les instruments de musique et les tables de radiographie. Les applications de Les mutilations génitales féminines au Japon ont également été présentées par Miyamoto . Les lecteurs peuvent consulter matériel pour d'autres lectures. Le domaine d'application des matériaux fonctionnels est devrait augmenter, si le coût de production de ce matériel est réduit à l'avenir.