王振龙 ，程 健 ，耿雪松 ，王玉魁

（1.哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨150001；2.哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150001）

为了解决航天飞机推进系统中超音速燃烧冲压式发动机的热防护问题，满足其在极限热循环载荷（超高温、大温度落差）下能正常工作的需求，日本科学家在1987年首先提出了梯度化结合金属和超耐热陶瓷的设计思想[1]。随后，功能梯度材料（Functionally Graded Materials，FGM）迅速成为材料科学领域的研究热点[2-3]。美国的NASP计划、德国的Sanger计划、英国的HOTOL计划和俄罗斯的图-2000计划都把功能梯度材料及其相关制备技术列为重点关键技术。特别是由于计算机技术和材料制备技术的高速发展，通过计算机辅助设计和优化分析等先进设计手段，为FGM这种新型材料带来了新的发展空间，使FGM的研究热点逐渐从概念设计阶段过渡到实际制备阶段，并取得了相当多的成果[4-6]。目前，日本在功能梯度材料上的研究已从最初的材料制备技术逐渐转向对新材料的性能测试，逐渐实现其实用化的价值[7-8]。

功能梯度材料的材料参数在空间呈梯度连续变化，这样能有效地消除传统复合材料中存在的材料参数在界面处的失配问题，从而可提高界面区域材料强度，复合后能充分发挥两种组分材料各自的优势，使其得以在航空航天领域发挥巨大的应用价值[9]，并将其应用潜力逐渐扩大到机械工程、核能源、电子、化学、光学、生物医学工程、信息工程、民用及建筑等诸多领域，应用前景十分广阔[10-11]。……