Kirigami Inspired Solid-State Alloying (KISA) Method of Creation of Functionally Graded Materials

ENG: Kirigami-inspired solid-state alloying (KISA) is an innovative technique that applies kirigami principles to control the distribution of alloying elements within a matrix during pressure bonding. By employing precise cuts and patterns, KISA manipulates diffusion and precipitate formation at micro- and nanoscale levels, leading to tailored material properties. This method eliminates challenges associated with conventional liquid alloying, such as oxidation and element loss, while enabling controlled microstructure evolution through roll bonding and heat treatment. Key advantages include improved phase distribution, enhanced interfacial properties, and adaptability for various material types, including powders and amorphous substances. KISA presents new opportunities for designing functionally graded materials with customized mechanical, electrical, and thermal characteristics.

UKR: Твердотільне легування матеріалів на основі кірігамі-сруктур (ТЛКС) – це інноваційна технологія, яка застосовує принципи кірігамі для контролю розподілу легуючих елементів у матриці під час з’єднання тиском. Використовуючи точні розрізи та шаблони, ТЛКС керує дифузією та утворенням інтерметалідних фаз на мікро- та нанорівнях, що призводить до формування функціональних властивостей матеріалу. Цей метод усуває проблеми, пов'язані зі звичайним рідинним легуванням, такі як окислення і втрата елементів, одночасно забезпечуючи контрольовану еволюцію мікроструктури під час прокатки-з’єднання і подальшої термічної обробки. Основні переваги включають покращені розподіл фаз заданої стохіометрії, міжфазні властивості та адаптивність до різних типів матеріалів, включаючи порошки та аморфні речовини. ТЛКС відкриває нові можливості для розробки функціональних матеріалів з програмованими механічними, електричними та тепловими характеристиками.