SiCCu(Fe)双连续相复合材料的制备及腐蚀与摩擦性能研究的任务书.docx

SiCCu(Fe)双连续相复合材料的制备及腐蚀与摩擦性能研究的任务书
一、选题背景
复合材料是由两种或两种以上不同材料组成的几何结构复合而成的材料，具有优异的力学、物理、化学和材料特质，广泛应用于机械、航空航天、汽车、船舶和化学工业等领域。SiC陶瓷和Fe金属是两种应用广泛的材料，SiC陶瓷具有高强度、高硬度、高抗磨损等特性，Fe金属具有良好的导电性、焊接性和可塑性。特别是SiC陶瓷进一步与金属复合，形成复合材料，将具有两者优点相互补充的特性，具有更高的综合性能和应用前景。
双连续相复合材料是一种独特的复合材料，具有特殊的结构和性质。它由两个互相穿插的相区构成，通常由一种金属相和一种无机相组成，相互穿插的形式有球形、棒状和盘状等多种形式，双连续相复合材料在热耐性、抗磨损、防腐蚀和导热性能方面具有独特的优势。
因此，本研究拟选用SiC陶瓷和Fe金属制备SiCCu(Fe)双连续相复合材料，并着重研究复合材料的制备工艺、腐蚀性能和摩擦性能，为未来应用于制造领域提供科学依据和技术支持。
二、研究目的
1.制备SiCCu(Fe)双连续相复合材料，研究材料的微观结构和宏观机械性能。
2.研究双连续相复合材料的耐腐蚀性能，揭示微观腐蚀机理。
3.研究双连续相复合材料的摩擦性能，探究材料的磨损机理和润滑性能。
4.对比分析SiCCu(Fe)复合材料与单相材料的性能差异，探究复合材料的优势和应用前景。
三、研究内容和方案
1.制备SiCCu(Fe)双连续相复合材料
（1）材料的选择：选用Fe金属和SiC陶瓷作为制备材料。
（2）制备工艺：采用粉末冶金技术，分别将Fe粉和SiC粉混合，制备出Fe/SiC原始复合材料块，然后经过钎焊、锻造和热处理等工艺发展SiCCu(Fe)双连续相复合材料。
（3）材料微观结构分析：通过扫描电子显微镜(SEM)观察样品的微观构造，用选区电子衍射(SelectedAreaElectronDiffraction，SAED)测试复合材料的晶体结构和取向。
（4）材料宏观力学性能测试：分别测试SiCCu(Fe)双连续相复合材料的拉伸、压缩和弯曲等机械性能指标。
2.研究双连续相复合材料的耐腐蚀性能
（1）浸泡实验：分别将SiCCu(Fe)复合材料和单相材料在0.5mol/LH2SO4和0.5mol/LNaOH溶液中浸泡一定时间后提取，用元素分析仪分析样品的成分变化和失重率变化。
（2）电化学测试：采用三电极系统，用电化学方法测试样品的电位和电流，分析样品的腐蚀电化学行为和腐蚀速率。
（3）表面形貌分析：利用SEM和透射电子显微镜(TransmissionElectronMicroscope，TEM)观察材料表面和断口形貌，确定腐蚀机理和影响因素。
3.研究双连续相复合材料的摩擦性能
（1）摩擦实验：采用旋转式摩擦测试机，测定样品的摩擦系数和磨损量，得到摩擦曲线和磨损机理。
（2）表面形貌分析：利用SEM和TEM观察材料表面和断口形貌，确定摩损机理和影响因素。
（3）润滑性能测试：采用不同润滑剂进行润滑测试，比较不同条件下样品的摩擦性能和磨损量。
4.对比分析SiCCu(Fe)复合材料与单相材料的性能差异
（1）采用现有文献比较分析SiC陶瓷、Fe金属及SiCCu(Fe)复合材料的物理化学性质和力学性能。
（2）综合分析SiCCu(Fe)复合材料的性能优势和应用前景。
四、研究预期成果
（1）成功制备出SiCCu(Fe)双连续相复合材料，并研究其微观结构和宏观机械性能。
（2）对SiCCu(Fe)复合材料的耐腐蚀性能进行深入探究，揭示其腐蚀机理。
（3）对SiCCu(Fe)复合材料的摩擦性能进行深入研究，探究其磨损机理和润滑性能。
（4）综合分析SiCCu(Fe)复合材料的性能优势和应用前景。
五、研究进度安排
1.第一年
（1）材料选择和粉末制备
（2）材料钎焊和锻造
（3）SiCCu(Fe)双连续相复合材料的初步表征
（4）耐腐蚀性能的初步测试
2.第二年
（1）热处理工艺的优化和表征
（2）SiCCu(Fe)复合材料在摩擦环境下摩擦性能测试
（3）研究SiCCu(Fe)复合材料的微观结构和宏观机械性能
3.第三年
（1）耐腐蚀性能的深入研究和机理分析
（2）摩擦性能的详细研究
（3）对比分析SiCCu(Fe)复合材料与单相材料的性能差异
4.第四年
（1）对研究成果进行总结和分析
（2）完成论文撰写和发表
（3）项目总结和总结报告的撰写