多元材料微纳米精度复杂分布技术的新进展

摘要

多元材料分布技术可制备出特殊功能的材料、结构及器件,如功能梯度材料等,在航空航天、国防军事、工业生产中有着广泛的应用。随着构件的集成度提高、功能多样化、质量轻量化等,器件尺寸逐渐减小,材料组分逐渐增多,分布精度不断提高,因此器件对多元材料分布技术提出新的更高要求。当前,功能梯度材料通常仅由几种材料非连续过渡形成,各种材料分布的精度在几十微米至毫米量级以上。如何在宏观尺度上快速实现多元材料微纳米精度复杂分布,特别是在水平面内的横向梯度分布,一直是制造领域研究的重点和难点。近年来,高精度3D打印技术、自组装技术、化学气相沉积技术以及本课题组所提出的多元材料纳米级精度复杂分布技术等在实现多元材料分布方面展现出各自的特点。本文综述了上述四类技术在多元材料分布方面的基本原理、典型成果以及最新研究进展,从分布材料种类、分布精度、分布复杂性、分布尺寸等方面进行了简要的探讨与总结,指出了当前多元材料分布技术面临的问题与挑战,最后对多元材料纳米级精度复杂分布技术进行了展望。