中文摘要：

尽管功能梯度材料具有诸多优良综合性能，功能梯度材料作为典型的非均匀材料因具有良好的高温热稳定性，有效缓解热应力和残余应力等特性使其有着重要的应用价值。材料结构梯度变化及力热复杂环境载荷共同作用下呈现出不同的力学特性、特定条件下的损伤演化及失效行为等的研究将具有重要科学意义及工程价值。本项目利用粉末冶金法研究了NrO2/NiCr系梯度材料制备方法，通过工艺优化及调整组份配比制的方法制备出了具有均匀分层梯度特点的金属陶瓷功能梯度材料试件。本项目重点研究对功能梯度材料在热/机耦合极端环境下的宏/细/微观实验方法，通过热机耦合测试系统，测试材料的热力学特征参数。揭示材料内部在复杂环境载荷下损伤演化机制，分析热力学性能、温度和微结构特征等因素对材料断裂性能的作用机理；建立热机耦合下结构及组分表征参量与宏观性能之间的关联关系，给出断裂准则和评价方法；利用细观损伤力学理论建立损伤演化模型结合数值模拟技术对材料的失效过程进行预报。通过对功能梯度材料的断裂特性实验研究并结合理论分析，深入理解材料的非均匀性、温度相关性对其力学性能的影响,为实现梯度材料耐高温、强韧化途径提供实验及理论基础。