中文摘要：

梯度材料是一种成分连续或逐级变化，具有优异性能的非均匀材料，多种梯度材料已经开发出来了，在工程上已经有了一些应用，并且也解决了一些实际问题，但对含缺陷梯度材料时间相关高温损伤破坏还很少，对梯度材料的理解还远远不够。为推进梯度材料发展和在高温环境应用，本项目提出采用Al/Al-Cu成分连续过渡梯度材料作为研究对象，针对含裂纹成分连续梯度材料损伤破坏进行研究，通过和时间相关断裂力学参量进行关联，建立扩展速率的表述方法。研究了采用双流浇注连续铸造和粉末冶金法制备成分连续过渡梯度材料。采用粉末冶金法制备的三点弯曲试样进行蠕变裂纹扩展工作。通过SEM、EPMA、XRD、TEM等方式的检测结果表明，通过热处理进行成分分布调整，可获得具有一定成分分布的梯度区。蠕变裂纹扩展采用两种加载方式恒位移点加载和恒载荷加载。目前的研究表明蠕变裂纹扩展力学控制参量为σnet、断裂力学控制参量为C*，材料成分分布方式通过改变材料局部性能影响蠕变裂纹扩展。在辅助工作中也得到了一系列有意义的成果，对Al2O3、AlN以及B4C的研究表明，这些复合陶瓷第二相存在方式，通过不同方式对复合陶瓷性能产生起作用。