功能梯度水泥基复合材料制备及抗多次侵彻性能研究的任务书.docx

功能梯度水泥基复合材料制备及抗多次侵彻性能研究的任务书
任务书
一、任务背景
水泥基材料是目前应用最广泛的建筑材料之一。但是，它在多次侵彻和冲击方面存在一定局限性，易导致损坏和裂开。为改善材料的这一缺陷，功能梯度材料在复合材料中的应用逐渐被人们所重视。功能梯度材料相对于传统材料在冲击和侵彻方面表现更出色。所谓功能梯度材料就是指材料的性能不仅随厚度变化而变化，而且在高度方向上也有所变化。其中，功能梯度水泥基复合材料主要是将梯度材料技术应用于水泥基材料中，从而形成一种高效的新型建筑材料。
二、任务目标
本项目旨在研究功能梯度水泥基复合材料的制备方法及其抗多次侵彻性能，分析其应用价值，为建筑材料行业提供新颖的复合材料研究方向。
三、研究内容及步骤
1.功能梯度水泥基复合材料的制备方法研究
功能梯度水泥基复合材料的制备方法是本项目的首要研究内容。本研究以陶瓷颗粒为梯度材料，运用匀胶法制备出不同粒度的硬度不同的陶瓷颗粒，通过水泥基材料包覆固化后，形成了硬度、密度、晶体结构不同的复合材料。本研究将研究制备成分、制备工艺、制备设备等方面，制定一系列实验组方案，探索得出最优制备方法，并对制备成果进行分析和测试。
2.功能梯度水泥基复合材料的性能研究
本项目将根据功能梯度水泥基复合材料的制备方法，对其性能进行测试和分析，包括材料的力学性能、物理性能、抗多次侵彻性能等方面的测试。测试将包括压缩性能、抗拉性能、硬度、断裂面形貌等方面的测定。根据实验数据的分析，建立功能梯度水泥基复合材料的力学和物理模型，并与传统的水泥基材料进行比较分析，探索材料的应用价值和发展前景。
3.多次侵彻性能测试
本项目将通过模拟弹丸撞击，对功能梯度水泥基复合材料的多次侵彻行为进行测试。通过多次撞击实验的研究，此材料的侵彻和破碎机制会逐步明确，材料的成本和工艺难度将逐步降低，从而达到真正的低成本生产。此外，我们还将研究材料的纤维增强效果、强化结构设计等其他相关方面的技术问题。
四、预期成果
1.建立了功能梯度水泥基复合材料的制备方法和性能模型，解决了材料多次侵彻方面存在的问题。
2.探索了功能梯度水泥基复合材料的应用领域和开发前景，为新型建筑材料的开发提供了科学参考。
3.提供一种新型的、高优性能的建筑梯度材料，从而提高了建筑材料科技水平，解决了建筑材料的薄弱环节，推动了建筑材料制造业的可持续发展。
五、研究难点和前景
1.制备方法的研究难点主要在于如何掌握梯度材料的精细加工技术和陶瓷颗粒粒径的控制。
2.功能梯度水泥基复合材料的多次侵彻性能测试及机制研究也是制约本项目研究成果的难点。
3.功能梯度水泥基复合材料具有开发价值和应用前景，对于建筑材料科技的提升和推广具有重要意义。
六、研究计划
1.项目立项-2021年1月-2月
2.制备方法研究-2021年3月-7月
3.功能梯度水泥基复合材料性能研究-2021年8月-12月
4.多次侵彻性能测试-2022年1月-5月
5.数据归纳分析和论文撰写-2022年6月-8月
参考文献：
[1]Joong-MyeongLee,Seok-JaeLee,Hae-JeongKim.Developmentoffunctionallygradedcementitiouscompositesforroadpavementmaterials[C]//2ndInternationalSymposiumonFunctionallyGradedMaterials.1998.
[2]HuiQin,GuangxiongLiu,YuyouWei,Functionallygradedcement-basedcompositeforhigh-risebuildingandurbaninfrastructures,ConstructionandBuildingMaterials,Volume169,2018,Pages215-232.
[3]T.Uomoto,K.Sumi.Fabricationoffunctionallygradedcementitiousmaterialforthermalenergystoragebasedondryingcharacteristicsofcementitiousmaterials.InternationalJournalofEnergyResearch,31(3),pp.342–352.