轻质及含镁高熵合金的设计、微观组织及储氢性能研究的开题报告.docx

轻质及含镁高熵合金的设计、微观组织及储氢性能研究的开题报告
1.研究背景及意义
轻质及高强度的材料对于航空航天、汽车制造等领域具有重要意义。近年来，高熵合金材料成为备受关注的一种材料，它所具有的高强度、高耐腐蚀性、高温稳定性等特性使其成为一种材料研究热点。同时，含镁合金材料因其轻质、高强度、良好的可塑性和热稳定性等特性，也在轻量化车身、航空航天和绿色能源等领域具有良好的应用前景。因此，研究轻质及含镁高熵合金材料，对于推动材料领域的科技进步具有积极意义。
2.研究目的
本研究的主要目的是设计、合成轻质及含镁高熵合金材料，并深入探究其微观结构及储氢性能。具体目标包括：
（1）通过调控高熵合金材料的成分和配比，设计制备具有优良性质的轻质及含镁高熵合金。
（2）采用透射电子显微镜等手段，研究高熵合金材料的微观组织及结构特性。
（3）探究轻质及含镁高熵合金材料的储氢性能，在不同压力、温度下进行氢气的吸放氢性能测试，并评价其储氢性能。
3.研究内容
（1）高熵合金材料的设计及制备
本研究将以Al、Mg、Ti、Zr等为基本元素，设计及制备具有优良性质的轻质及含镁高熵合金，采用真空电弧熔炼、等离子喷涂等工艺。
（2）高熵合金材料的微观结构与组织研究
采用透射电子显微镜（TEM）等手段，对高熵合金材料的微观结构与组织特性进行研究。通过TEM观察高熵合金材料的晶体结构、晶粒尺寸、相分布、晶界特征等，探究高熵合金材料的组织结构与性能的关系。
（3）轻质及含镁高熵合金材料的储氢性能研究
选取符合国际先进水平的吸氢合金作为对照，对合成的高熵合金材料进行储氢性能测试，并比较其吸氢速率、最大氢容量等参数，评价其储氢性能。
4.研究方法
（1）材料合成
采用真空电弧熔炼、等离子喷涂等工艺，设计及制备轻质及含镁高熵合金材料。
（2）材料表征
采用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段，对制备的高熵合金材料进行微观结构与组织的表征和分析。
（3）氢吸附与储氢性能测试
采用静态储氢实验装置，对不同压力、温度下的高熵合金材料进行吸放氢性能测试，评价其储氢性能。
5.预期成果
本研究预期获得以下成果：
（1）制备出具有优良性质的轻质及含镁高熵合金材料。
（2）深入探究高熵合金材料的微观结构及组织特性。
（3）评价合成高熵合金材料的储氢性能，为发展高性能、高效率的储氢材料提供理论指导。
6.研究时间安排
本研究计划为期三年，具体安排如下：
第一年：设计及制备轻质及含镁高熵合金材料。
第二年：采用透射电子显微镜等手段，研究高熵合金材料的微观组织及结构特性。
第三年：探究轻质及含镁高熵合金材料的储氢性能，在不同压力、温度下进行氢气的吸放氢性能测试，并评价其储氢性能。