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离子束辅助沉积纳米氮化物超硬薄膜的微结构与力学性能的研究的任务书
任务书
一、题目
离子束辅助沉积纳米氮化物超硬薄膜的微结构与力学性能的研究
二、研究背景及意义
纳米技术的发展，对材料的研究提出了新的挑战，尤其是在超硬材料方面。离子束辅助沉积技术在超硬薄膜领域具有广泛的应用。但是目前离子束辅助沉积纳米氮化物超硬薄膜的微结构与力学性能方面的研究还比较薄弱，需要进一步的深入探究。
研究离子束辅助沉积纳米氮化物超硬薄膜的微结构与力学性能，不仅有助于揭示其物理化学机制，提高其制备质量，还有望为薄膜材料的应用提供理论基础和实践指导。
三、研究内容及要求
本课题要求以纳米氮化物为硬质颗粒，采用离子束辅助沉积技术，在不同的工艺参数下制备纳米氮化物超硬薄膜。具体研究内容包括：
1.通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段，研究不同工艺参数下制备的薄膜的微观结构，包括硬质颗粒的分布、大小及分布情况。
2.通过力学测试仪、压痕仪等手段，研究不同工艺参数下制备的薄膜的硬度、弹性模量、断裂强度等力学性能。
3.通过X射线衍射仪等手段，研究不同工艺参数下制备的薄膜的晶体结构。
四、研究方法及技术路线
本课题主要采用以下研究方法及技术路线：
1.离子束辅助沉积技术，用于制备纳米氮化物超硬薄膜。
2.扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段，用于研究薄膜的微观结构。
3.力学测试仪、压痕仪等手段，用于研究薄膜的硬度、弹性模量、断裂强度等力学性能。
4.X射线衍射仪等手段，用于研究薄膜的晶体结构。
五、计划进度
本课题的计划进度安排如下：
第一年：
1.研究离子束辅助沉积技术的基本原理和制备工艺。
2.制备纳米氮化物超硬薄膜，研究不同工艺参数对薄膜微观结构及力学性能的影响。
第二年：
1.对不同工艺参数下制备的薄膜进行扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段的分析，研究硬质颗粒的分布、大小及分布情况。
2.对不同工艺参数下制备的薄膜进行力学测试仪、压痕仪等手段测试，研究硬度、弹性模量、断裂强度等力学性能。
第三年：
1.对不同工艺参数下制备的薄膜进行X射线衍射仪等手段的测试，研究晶体结构。
2.综合分析实验结果，总结制备的离子束辅助沉积纳米氮化物超硬薄膜的微结构与力学性能。
六、预期成果
1.研究离子束辅助沉积纳米氮化物超硬薄膜的微结构与力学性能，总结制备的离子束辅助沉积纳米氮化物超硬薄膜的物理化学机制。
2.提高离子束辅助沉积技术在纳米氮化物超硬薄膜领域的应用，为薄膜材料的应用提供理论基础与技术支持。
3.在相关学科方面提升科学家和研究人员的研究能力。
七、预算及实验条件
本课题预算为200万元，主要用于薄膜制备设备、实验所需材料和试剂、实验过程中的仪器、设备和人工费用等。实验条件包括：实验室、离子束辅助沉积设备、力学测试仪、压痕仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等仪器设备。
八、参考文献
1.许清华,于茂鸿,赵治成.金黄色薄膜制备与应用[M].北京:科学出版社,2002.
2.王中林,刘晓波,李孟琳.离子束沉积TiCN/Al2O3多层涂层的结构及性能研究[J].稀有金属材料与工程,2008,37(4):745-748.
3.RamachandraRaoMSV,KumarA,NairKGM.Nanocrystallinematerials—currentresearchandfuturedirections[J].MaterialsScienceandEngineering:A,1997,234-236:679-684.
4.李洪涛.离子束辅助沉积制备纳米氮化物薄膜的研究[D].山东:济南大学,2011.