TC4合金表面等离子渗Zr及Zr-N复合渗层制备及性能研究的任务书.docx

TC4合金表面等离子渗Zr及Zr-N复合渗层制备及性能研究的任务书
任务书
1.任务背景
TC4合金是一种高强度、低密度、优异的耐腐蚀性能及韧性材料，广泛应用于航空航天、海洋工程、汽车制造、生化医疗等领域。为进一步提高TC4合金的表面性能，现有研究表明，在表面形成一定厚度的Zr等离子渗层，能显著提高TC4合金的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性等机械性能。
近年来，随着复合材料技术的发展，Zr-N复合渗层作为一种新型表面加工技术，被应用于汽车、机械、电子等领域，具有优异的涂层硬度、耐磨性、耐腐蚀性和高温稳定性等特点。因此，本项目将结合Zr等离子渗层和Zr-N复合渗层技术，研究TC4合金表面等离子渗Zr及Zr-N复合渗层的制备及性能，为TC4合金的表面改性提供新的理论基础和实践应用。
2.研究任务
（1）调配合适的等离子渗液体系，研究不同参数对Zr等离子渗层的制备影响，并确定最优渗层工艺参数。
（2）以先进的复合材料技术，结合Zr-N复合渗层的制备工艺，制备Zr-N复合渗层，并研究不同参数对复合渗层制备的影响，确定最优复合渗层工艺参数。
（3）对制备的Zr等离子渗层和Zr-N复合渗层进行表征，包括表面形貌、成分状态、显微组织和硬度等性能特征，并与未渗层的TC4合金进行对比分析。
（4）优化制备工艺，改善复合渗层在高温、高压、高应力等工作环境下的耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性和热稳定性等表面性能，为TC4合金表面改性提供重要的实验数据。
3.研究方法
（1）制备等离子渗液体系。参考前期的相关研究，对Zr等离子渗液进行深入了解，并在此基础上进行有针对性的调配和优化。
（2）采用等离子渗层技术和复合材料制备技术，对TC4合金表面进行等离子渗Zr及Zr-N复合渗层的制备。
（3）对制备的等离子渗层和复合渗层进行表征，包括SEM、XRD、AFM、EDS和硬度测试等技术手段，获取其表面形貌、成分状态、显微组织和硬度等性能特征。
（4）通过定量分析和对比实验数据，对制备工艺进行调整，优化复合渗层的材料成分和制备工艺，提高其表面性能，满足特定工作环境的需求。
4.研究意义
（1）理论意义：本项目结合等离子渗层和复合材料技术，对TC4合金表面进行改性研究，为表面改性技术的发展提供新的思路和理论基础，对于提高材料机械性能和耐腐蚀性能具有重要的研究价值。
（2）应用价值：通过制备等离子渗Zr及Zr-N复合渗层，能提高TC4合金表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和高温稳定性等表面性能。因此，对于航空、航天、汽车、机械、电子、化工、医疗等领域的材料加工和制造具有很高的应用价值。
5.研究进度安排
第一年
（1）对Zr等离子渗液进行调配和优化，制备等离子渗Zr渗层，对其进行表征和性能测试。
（2）调配Zr-N复合渗液体系，制备Zr-N复合渗层，对其进行表征和性能测试。
（3）分析对等离子渗液体系的不同渗层制备参数对其性能影响。
第二年
（1）优化等离子渗层制备工艺和Zr-N复合渗层的材料成分和制备工艺，提高表面性能。
（2）对优化后的等离子渗层和复合渗层进行表征和性能测试，比对分析其表面性能和原始材料的差异。
第三年
（1）分析对等离子渗液体系的不同渗层制备参数对其性能影响，完善研究成果。
（2）整理并撰写研究成果报告，撰写学术论文，组织参加国内外学术会议，并进行学术交流。