CC复合材料ZrB2-SiC基陶瓷涂层的制备及性能研究的任务书.docx

CC复合材料ZrB2-SiC基陶瓷涂层的制备及性能研究的任务书
任务书
一、研究背景
CC复合材料（Carbon-CarbonComposites）是一种以碳纤维为增强体、炭素基质为基础的高性能复合材料。由于其高温热稳定性、高强度、低密度、优异的摩擦磨损性能等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。但是，CC复合材料的表面易受热、氧化和化学腐蚀等影响，导致其使用寿命和稳定性受到限制。
因此，通过涂覆耐热、耐氧化材料来保护CC复合材料表面是一个解决办法。ZrB2-SiC基陶瓷涂层具有耐高温、耐磨损、抗氧化和化学惰性等优良特性。通过制备ZrB2-SiC基陶瓷涂层来保护CC复合材料表面，可以提高其耐久性和使用寿命。因此，研究制备CC复合材料ZrB2-SiC基陶瓷涂层的方法并探究其性能，对未来CC复合材料的研究和应用具有重要的意义。
二、研究目的
本研究旨在制备CC复合材料ZrB2-SiC基陶瓷涂层，探究其表面结构、组成、耐高温性、耐磨损性和抗氧化性能，为CC复合材料的表面防护提供一种新的方式和手段。
三、研究内容
1.制备CC复合材料ZrB2-SiC基陶瓷涂层。采用电子束物理气相沉积技术（EB-PVD）和磁控溅射技术（Magnetronsputtering）两种方法制备陶瓷涂层，比较两种方法的差异和优缺点。
2.表征陶瓷涂层的结构和化学组成。采用扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱分析（XPS）、傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）等技术分析涂层表面的结构和组成。
3.测试涂层的耐高温性。采用热重分析（TGA）、热震击试验等技术测试涂层在高温下的稳定性和性能。
4.测试涂层的耐磨损性。采用干磨损试验（Pin-on-Disk）等技术测试涂层的摩擦磨损性能。
5.测试涂层的抗氧化性能。采用氧化重量增加法和电化学阻抗谱分析（EIS）等技术测试涂层在高温下的氧化稳定性和腐蚀抗性。
四、研究计划
本研究计划历时一年，主要分为以下几个阶段：
1.研究材料准备（2个月）。准备CC复合材料和陶瓷涂层制备所需的催化剂、前驱体、试剂等。
2.陶瓷涂层制备（6个月）。采用EB-PVD和磁控溅射技术制备ZrB2-SiC基陶瓷涂层，并比较两种方法的差异和优缺点。同时，根据制备参数的不同调节涂层的成分和结构。
3.涂层性能测试（4个月）。采用SEM、XPS、FTIR等技术表征涂层的结构和化学组成；采用TGA、热震击试验、Pin-on-Disk等技术测试涂层的耐高温性、耐磨损性和抗氧化性能。
4.数据分析和总结（2个月）。对测试结果进行数据分析，并结合文献研究和前人经验，总结涂层的性能和应用前景，并提出未来的研究方向和展望。
五、研究方案的意义和创新点
1.意义：本研究的成果可以为CC复合材料的表面防护提供新的方式和手段，提高其耐高温性、耐磨损性和抗氧化性能，扩大其应用范围和提高材料的使用寿命。
2.创新点：本研究的创新点在于使用ZrB2-SiC基陶瓷涂层来保护CC复合材料的表面，该涂层具有优异的耐高温性、耐磨损性和抗氧化性能，可以提高CC复合材料的使用寿命和稳定性。同时，与传统的SiC涂层相比，ZrB2-SiC基陶瓷涂层更具优势，具有更好的热稳定性、抗氧化性和机械性能，可以在更苛刻的环境下应用。