高熵陶瓷新体系探索及其相变机理和力学性能研究开题报告

 2024-06-15 09:42:33

1. 本选题研究的目的及意义

高熵陶瓷作为一种新兴的多主元陶瓷材料,近年来在材料科学领域引起了广泛的关注。

其独特的“高熵效应”赋予了其优异的性能,例如高硬度、高强度、良好的热稳定性和耐腐蚀性等,在航空航天、核能、电子等领域展现出巨大的应用潜力。


本选题旨在探索高熵陶瓷新体系,揭示其相变机理,并研究其力学性能,为高性能陶瓷材料的设计和开发提供理论依据和实验支撑。

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2. 本选题国内外研究状况综述

高熵陶瓷作为一种新兴材料,其研究尚处于起步阶段,但发展迅速。

1. 国内研究现状

国内学者在高熵陶瓷的制备、表征和性能研究方面取得了一系列重要进展。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论计算、材料制备、性能测试和微观结构表征等多种研究方法,具体步骤如下:
1.理论计算:利用密度泛函理论等计算方法,研究不同高熵陶瓷体系的相稳定性、电子结构和力学性质,为实验设计提供理论指导。

2.材料制备:采用粉末冶金法、高温烧结法、放电等离子烧结法等方法制备高熵陶瓷块体材料,并通过控制实验参数优化制备工艺,获得高质量的样品。

3.性能测试:利用纳米压痕仪、万能试验机、高温力学性能测试仪等设备,系统测试材料的硬度、弹性模量、断裂韧性、高温力学性能等,并分析其强韧化机制。

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5. 研究的创新点

本研究的创新点在于:
1.探索新型高熵陶瓷体系:通过成分设计和制备工艺优化,探索合成新型高熵陶瓷体系,丰富高熵陶瓷材料家族。

2.揭示相变机理:利用原位高温衍射等技术,深入研究高熵陶瓷的相变过程,揭示其相变机制,为调控材料性能提供理论基础。

3.探究力学性能强韧化机制:系统研究高熵陶瓷的力学性能,并结合微观结构分析,揭示其力学性能强韧化机制,为开发高性能结构陶瓷材料提供新思路。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

1. 刘洋,张幸红,李博,等. 高熵合金及陶瓷材料的研究进展[J]. 中国材料,2019,48(09): 977-992.

2. 张国君,李树坤,李晓峰,等. 高熵陶瓷研究进展及展望[J]. 硅酸盐学报,2020,48(06): 1025-1045.

3. 张帆,王东,周延春,等. 高熵陶瓷材料的制备、性能及应用研究进展[J]. 粉末冶金技术,2021,39(01): 1-11.

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