多孔及梯度多孔氮化硅陶瓷的制备和性能研究的任务书.docx

多孔及梯度多孔氮化硅陶瓷的制备和性能研究的任务书
任务书
题目：多孔及梯度多孔氮化硅陶瓷的制备和性能研究
任务背景：氮化硅陶瓷是一种优良的高温材料，具有优异的耐高温、耐磨、耐腐蚀和高硬度等性质，在航空航天、能源、化工和机械等领域有重要应用。同时，通过控制氮质量和工艺条件，氮化硅陶瓷中还可形成氮气孔道，使其具有更大的比表面积和吸附性能，因此在化学传感、生物医学和环境等领域也有广泛应用前景。而对于多孔及梯度多孔氮化硅陶瓷的制备及其性能的研究，不仅对于其自身性能的提升具有重要意义，而且还可以为其在各领域的应用提供更多的可能性。
任务内容：
1.综述多孔及梯度多孔氮化硅陶瓷的制备方法和应用研究现状，梳理其发展历程和存在的问题，明确任务研究的意义和研究方向2.设计预实验方案，确定多孔及梯度多孔氮化硅陶瓷的制备工艺和实验条件，包括材料选择、处理工艺、成型方法和烧结工艺等。3.通过实验，优化制备工艺，比较不同制备方法及工艺条件下氮化硅陶瓷的多孔结构和性能，并选取性能优良的方案进一步优化。4.利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）等分析技术，对制备的多孔氮化硅陶瓷进行表征，包括孔径分布、孔壁厚度、比表面积等，探究其形成机理。5.通过物理和化学分析方法，检测其力学强度、热膨胀系数、硬度、热导率和化学稳定性等性能，并与传统氮化硅陶瓷进行对比，证实其多孔结构和梯度多孔结构对其性能的增强作用。6.通过对多孔氮化硅陶瓷的吸附性能、化学传感和生物医学性能等进行研究和验证，探究多孔结构对其应用性能的影响规律和机制。7.总结任务研究的主要成果和结论，论述多孔及梯度多孔氮化硅陶瓷在各领域的应用前景及未来发展方向。
任务要求：
1.参考国内外相关文献，对多孔及梯度多孔氮化硅陶瓷的研究进行深入了解；2.独立思考，认真设计预实验方案和制备实验，确保实验结果可靠、有意义；3.精心记录实验数据和结果，认真分析实验结果，落实所有实验数据；4.撰写结构清晰、内容完整、语言准确、逻辑严密的实验报告；5.积极参加组内讨论和交流，共同探讨问题并学习其他同学的经验和意见。
任务周期：
本任务周期为3个月，其中第1-2月为实验周期，第3个月为撰写任务报告和汇报研究结果。实验结果需要实际测量、分析、总结后再进行撰写和报告，确保研究成果可靠性和实际意义。
成果要求：
1.撰写一份研究报告，包括综述、实验内容、实验结果、分析与讨论等部分，字数不少于5000字，语言通顺、准确，逻辑结构清晰；2.提交包括实验数据、分析图表、图片等实验材料，以及研究报告文档；3.在组内进行一次学术报告，汇报研究成果，讲述研究思路、实验方法、结果和结论等。
参考文献：
1.Liu,Q.;Dai,W.;Ohashi,S.;etal.SynthesisandPhotoluminescencePropertiesofMonolithicThree-DimensionalPorousSiCNCeramicsthroughPyrolysisofSi-andN-RichPoly(methylsilazane).ACSAppliedMaterials&Interfaces,2014,6,74-82.
2.Wu,P.;Li,Z.EffectofReactionTemperatureonMorphologyandStructureofPorousMulliteDerivedfromRiceHusks.JournaloftheAmericanCeramicSociety,2013,96(5),1464-1470.
3.Yang,Y.;Zhang,H.;Fleck,R.;etal.Orientation-dependentmechanicalpropertiesof2Dsilicaglass:Amoleculardynamicsstudy.JournalofNon-CrystallineSolids,2019,510,64-71.
4.Lindsey,A.S.;Kutty,T.R.G.;Chattopadhyay,K.RecentAdvancesinDesignandFabricationofGradientPorousStructuresforBiomedicalApplications.MaterialsTodayChemistry,2019,12,227-244.
5.Liu,J.;Zhang,J.;Weng,Y.;etal.Areviewofrecentresearchprogressonceramicmatrixcompositesreinforcedwithcarbonnanotubes.JournalofAlloys&Compounds,2018,748,779-798.