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反应熔渗法碳化硅纳米晶须纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备及性能研究的开题报告
一、选题背景及研究意义
碳化硅陶瓷基复合材料是一种具有广泛应用前景的新兴材料，其具有高温、高强度、抗氧化性等优良特性，可以用于航空航天、电力电子、制造业等行业。而纳米晶须纤维作为一种新兴的高性能增强材料，因其高比表面积、高强度和高刚度等优势，被广泛应用于复合材料中。因此，在碳化硅复合材料中添加纳米晶须纤维，可以显著提高材料的力学性能和耐高温性能。
目前，制备碳化硅复合材料的方法主要有烧结法、多孔陶瓷浸渍法等传统方法，但这些方法制备复合材料的工艺复杂，成本高，并且难以得到高质量的纳米晶须纤维增强材料。相比之下，反应熔渗法则是一种新的制备碳化硅复合材料的方法，其具有工艺简单、成本较低、制备高质量复合材料的优势。因此，本研究拟采用反应熔渗法制备碳化硅纳米晶须纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料，并对其微结构和力学性能进行研究，以期为碳化硅复合材料的制备及应用提供新思路和技术支撑。
二、研究内容及创新点
1、研究反应熔渗法制备纳米晶须纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的工艺参数，包括反应温度、反应时间、熔渗压力等。
2、对制备的复合材料进行微结构表征，探究纳米晶须纤维对材料性能的影响，包括材料的相组成、晶粒尺寸、纳米晶须纤维分布状态等方面。
3、考察纳米晶须纤维对复合材料性能的影响，主要包括力学性能、耐热性能等方面，重点研究纳米晶须纤维增强后的复合材料在高温下的力学性能变化规律。
4、探讨纳米晶须纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的加工性能，包括切削和磨损性能等方面，并对其应用前景进行评价。
三、研究方法及技术路线
1、材料制备：采用相应的反应熔渗工艺参数制备纳米晶须纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料，并制备单纯的碳化硅材料。
2、材料表征：利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等表征手段对制备的纳米晶须纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的微观结构进行表征。
3、力学性能测试：采用拉伸和压缩试验、弯曲试验、硬度测试等对样品力学性能进行测试，并比较不同复合材料的力学性能。
4、耐热性能测试：采用高温氮气热重分析仪（TG/DSC）对不同复合材料样品在高温下的重量损失和热分解性质进行测试。
5、加工性能测试：采用切削试验和磨损试验等测试一个材料的加工性能，比较纳米晶须纤维增强材料的加工性能与单一碳化硅材料的差异。
四、研究进度计划
本研究计划分为以下几个阶段，完成整个研究过程。
1、文献调研及理论分析（1个月）：对反应熔渗法制备纳米晶须纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的理论和研究现状进行调研和分析。
2、材料制备及工艺参数优化（2个月）：制备纳米晶须纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的实验，优化反应温度、反应时间、熔渗压力等工艺参数。
3、材料表征及性能测试（3个月）：利用SEM、TEM、XRD等表征手段对制备的材料的微观结构进行表征，测试复合材料的力学性能、耐热性能和加工性能等。
4、结果分析及讨论（1个月）：对实验结果进行分析和讨论，探究不同添加剂对材料性能的影响。
5、论文撰写及答辩准备（2个月）：撰写毕业论文，准备答辩。
五、预期成果及论文组成
1、制备纳米晶须纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的方法和工艺参数。
2、对纳米晶须纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的微结构进行了表征，分析了纳米晶须纤维对材料性能的影响。
3、测试了纳米晶须纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的力学性能、耐热性能和加工性能，并与单一碳化硅材料进行了比较，评价了复合材料的应用前景。
4、论文内容包括绪论、文献综述、材料制备与表征、性能测试与分析、总结与展望和参考文献等部分。
六、结论
本研究旨在探究纳米晶须纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法和性能，对于发展碳化硅复合材料的制备工艺和应用具有重要意义。同时，研究成果还将为其他材料的研究提供有益参考。