Nowatorskie materiały do produkcji samochodów i samolotów
Tworzywa gradientowe (FGM — Functionally Graded Materials) są natomiast kompozytami, których struktura zmienia się w określonym kierunku (gradientowo) w sposób dający pożądane własności funkcjonalne. Na przykład projektant może dążyć do uzyskania materiału o twardości wysokiej wzdłuż jednej powierzchni, a następnie stopniowo malejącej aż do miękkiej i kowalnej powierzchni przeciwległej. Konsorcjum europejskie zamierza rozwijać zastosowania nowatorskich, metalowo-ceramicznych tworzyw gradientowych, wykorzystując dofinansowanie UE w ramach projektu Matrans ("Micro and nanocrystalline functionally graded materials for transport applications"). Naukowcy opracowują tworzywa gradientowe przeznaczone do układów wydechowych, napędowych i hamulcowych. Zastosowanie tworzyw gradientowych do produkcji tych części powinno znacznie poprawić parametry pracy w porównaniu z materiałami konwencjonalnymi. Prace w ramach projektu Matrans dotyczą dwóch ogólnych kategorii materiałów na bazie ceramiki (konkretnie tlenku glinu Al2O3): pierwsza to połączenia ceramiki z miedzią i stopami miedzi, a druga to połączenia ceramiki z intermetalami (konkretnie glinkiem niklu NiAl). Materiały z pierwszej kategorii są tworzone z myślą o silnikach sterujących (niska zawartość Al2O3) i tarczach hamulcowych (wysoka zawartość Al2O3), a materiały z drugiej kategorii z myślą o zaworach. Jak dotąd wspomniane materiały nie zostały jeszcze zastosowane w tych dziedzinach. Zakres projektu obejmuje przygotowanie materiałów początkowych (proszków, folii lanych i przedkówek), procesów uzyskiwania pożądanych tworzyw gradientowych oraz metod obróbki w celu uzyskania ostatecznych części. W ciągu pierwszych dwóch lat skoncentrowano się na materiałach początkowych i metodach produkcji warstw kompozytowych tworzyw gradientowych, co obejmowało również scharakteryzowanie właściwości i mikrostruktury oraz badania nad modelowaniem. Naukowcom udało się wyprodukować próbki elementów z tworzyw gradientowych do wszystkich trzech obszarów zastosowań. Projekt Matrans dostarczył nowe koncepcje projektowania części lotniczych i motoryzacyjnych z wykorzystaniem metalowo-ceramicznych tworzyw gradientowych. Lepsze parametry i większa trwałość przyczynią się do większej żywotności części, a tym samym niższych kosztów eksploatacji.
