Zr基块体金属玻璃的晶化行为及力学性能的研究的任务书.docx

Zr基块体金属玻璃的晶化行为及力学性能的研究的任务书
任务书
题目：Zr基块体金属玻璃的晶化行为及力学性能的研究
一、研究背景和意义
金属玻璃具有高硬度、强度、韧性和耐腐蚀性等特点，已被广泛应用于无线电学、电子学、光学、医疗器械、机械制造、航空航天等领域。然而，常规的金属玻璃在制备和加工过程中存在着严重的制约，如制备周期长、成本高等问题。为了克服这些问题，Zr基块体金属玻璃成为研究的热点。块体金属玻璃具有大尺寸、均质性好和制备周期短等优势，但其制备和应用过程中仍存在很多问题亟待解决。因此，研究Zr基块体金属玻璃的晶化行为及力学性能，具有重要的理论意义和应用价值。
二、研究目标和内容
1.确定适宜的Zr基合金成分及加工工艺，制备出块体金属玻璃试样。
2.对Zr基块体金属玻璃试样进行热分析，研究其晶化行为，探究晶化过程中析出物的类型和数量。
3.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等测试分析手段，研究块体金属玻璃试样的晶化机制和晶体结构。
4.测试块体金属玻璃试样的力学性能，包括硬度、韧性、拉伸强度和断裂韧性等指标，找出影响力学性能的因素。
5.探究晶化行为与力学性能之间的关系，寻找提高块体金属玻璃的力学性能的途径。
三、研究方法
1.制备块体金属玻璃试样：选取适宜的Zr基合金成分，将其加热至高温状态后迅速冷却，制备块体金属玻璃试样。
2.热分析：利用差热分析仪、热重分析仪等测试仪器，对块体金属玻璃进行热分析，研究其晶化行为。
3.结构分析：利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等测试仪器，对块体金属玻璃试样的结构进行分析。
4.力学性能测试：利用万能试验机等测试仪器，测试块体金属玻璃试样的硬度、韧性、拉伸强度和断裂韧性等指标。
5.相关分析方法：采用相关性分析、主成分分析等数学和统计学方法，探究晶化行为与力学性能之间的关系。
四、研究计划
1.前期准备（2个月）
制备块体金属玻璃试样所需原材料的采购和质量检测；制备块体金属玻璃试样所需要的设备和试验仪器的准备和安装；文献资料的调查和研究。
2.试验设计和制备块体金属玻璃试样（2个月）
确定Zr基合金成分和加工工艺，制备块体金属玻璃试样。
3.研究块体金属玻璃晶化行为（7个月）
利用热分析仪、结构分析仪等测试仪器，研究块体金属玻璃的晶化行为，确定析出物的类型和数量，探究晶化机制。
4.测试块体金属玻璃的力学性能（7个月）
利用万能试验机等测试仪器，测试块体金属玻璃试样的硬度、韧性、拉伸强度和断裂韧性等指标。
5.分析晶化行为与力学性能之间的关系（4个月）
采用相关性分析、主成分分析等方法，探究晶化行为与力学性能之间的关系，寻找提高块体金属玻璃力学性能的途径。
6.总结和结论（1个月）
总结研究成果，得出结论。
五、研究经费
本研究所需经费为30万元。其中，设备购置费为10万元，试验耗材和文献资料费为5万元，人员工资和差旅费用为15万元。
六、研究预期成果
1.确定适宜的Zr基合金成分和加工工艺，制备出块体金属玻璃试样。
2.研究块体金属玻璃晶化行为，确定晶化机制，探究析出物的类型和数量。
3.测试块体金属玻璃的力学性能，找出影响力学性能的因素。
4.探究晶化行为与力学性能之间的关系，寻找提高块体金属玻璃力学性能的途径。
5.发表论文2篇以上，申请专利1项。