铝基石墨烯复合材料的制备及性能研究的开题报告.docx

铝基石墨烯复合材料的制备及性能研究的开题报告
一、研究背景及意义
石墨烯具有优异的力学、电学和热学性质，在材料学、电子学、能源、催化和生物医药等领域拥有广泛应用前景。然而，石墨烯的应用受制于其自身具有的高价值和生产成本，同时石墨烯质量、尺寸和形态难以控制，制约着其在可持续的大规模生产中的应用。
铝基石墨烯复合材料的制备及性能研究，可以在一定程度上解决石墨烯应用中的问题。铝作为一种低价值、高强度、耐腐蚀性好的材料，与石墨烯的复合可以弥补石墨烯本身的缺陷，提高其性能，同时降低制备成本。因此，铝基石墨烯复合材料的研究将对石墨烯在材料科学和工程中的应用具有重要的促进作用，具有前景广阔的研究价值。
二、研究内容
本研究将制备铝基石墨烯复合材料，并对其进行性能研究。具体研究内容包括以下几个方面：
1.根据文献资料，确定适合本研究的铝石墨烯复合材料制备方法，包括机械合金化、热压法和电化学制备法等。
2.通过SEM和XRD等测试手段，对铝基石墨烯复合材料的形貌和结构进行表征，探究不同制备方法下铝基石墨烯复合材料的微观结构和相变规律。
3.通过力学性能测试，比较不同制备方法下铝基石墨烯复合材料的力学性能，探究复合材料强度和韧性的变化规律。
4.通过热稳定性和耐腐蚀性测试，探究不同制备条件下铝基石墨烯复合材料的热稳定性和耐腐蚀性能的变化规律。
5.通过分析测试结果，确定最优制备条件，为铝基石墨烯复合材料的进一步应用打下技术基础。
三、研究方法
1.铝基石墨烯复合材料的制备：采用机械合金化、热压法和电化学制备法等方法制备铝基石墨烯复合材料。
2.材料结构表征：采用SEM和XRD技术对铝石墨烯复合材料的微观结构和晶体结构进行观察和分析。
3.力学性能测试：采用万能试验机测试复合材料的力学性能，包括抗拉强度、屈服强度、断裂韧性等指标。
4.热稳定性和耐腐蚀性测试：采用TG-DTA仪和腐蚀试验仪测试铝基石墨烯复合材料的热稳定性和耐腐蚀性能。
四、研究预期成果
通过本研究，可以制备出铝基石墨烯复合材料，并对其结构和性能进行系统的表征和分析，揭示不同制备条件下铝基石墨烯复合材料的变化规律。预计可以获得以下研究成果：
1.掌握不同制备方法下制备铝基石墨烯复合材料的技术要点和优点，为铝基石墨烯复合材料的制备提供技术支持。
2.了解铝基石墨烯复合材料的微观结构和相变规律，为进一步优化铝基石墨烯复合材料的组织结构提供理论支持。
3.探究不同制备条件下铝基石墨烯复合材料的力学性能、热稳定性和耐腐蚀性能的变化规律，为铝基石墨烯复合材料的应用提供实验依据。
4.确定最优制备条件，为铝基石墨烯复合材料的进一步应用打下技术基础。
五、研究进度及计划
本研究计划于2021年9月开始，预计为期两年完成。
第一年计划完成石墨烯的制备和表征工作，确定适合本研究的铝石墨烯复合材料制备方法，并开展铝基石墨烯复合材料的微观结构和相变规律研究。
第二年将开展铝基石墨烯复合材料的力学性能、热稳定性和耐腐蚀性能测试，并分析测试结果，确定最优制备条件，为铝基石墨烯复合材料的应用提供技术支持。
六、参考文献
1.吴一豪,等.铝基石墨烯增强材料的研究进展[J].材料导报,2013,27(11):57-62.
2.尹蓉,等.石墨烯复合材料及其在能源储存与转换中的应用[J].化学进展,2011,23(12):2329-2339.
3.刘道平,等.铝基复合材料的制备及其性能研究进展[J].材料导报,2015,29(1):7-12.
4.BalantrapuK.K,HeJ.H,MisraRDK.WorkhardeningandfracturebehaviourofpureAlandAl-graphenecomposites[J].MaterialsScienceandEngineeringA,2015,648:304-313.
5.赵中山,等.石墨烯增强金属基纳米复合材料的制备及性能[J].稀有金属材料与工程,2014,43(10):2246-2250.