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碳化铪颗粒弥散强化钨基材料的制备及性能研究的任务书
任务书
一、任务背景
钨基材料在高温、高压、高速等极端工况下具有优异的力学、热物理性能，被广泛应用于航空、航天、核工业等领域。其中，强化钨基材料的研究是现代材料科学与工程领域的热点之一。颗粒弥散强化是一种常用的强化方式，其可以通过添加微米级的强化颗粒来提高材料的力学性能和抗热性能。碳化铪颗粒作为一种有效的强化剂被广泛应用于各种金属基材料的强化，但其在钨基材料中的应用研究尚不够深入。
二、研究目的
本研究的目的是通过碳化铪颗粒的弥散强化，提高钨基材料的力学性能和抗热性能。具体的研究任务包括：
1.碳化铪颗粒的制备：通过化学气相沉积（CVD）制备微米级的碳化铪颗粒，优化制备工艺，控制颗粒的形貌和大小分布。
2.钨基材料的制备：利用热等静压烧结技术将碳化铪颗粒与钨粉一起制备为钨基复合材料，优化制备工艺，确定最佳的加工参数。
3.钨基复合材料性能测试：通过拉伸实验、硬度测试、悬臂梁弯曲实验等方法，研究碳化铪颗粒弥散强化对钨基材料的力学性能的影响；通过热处理实验、金相显微镜观察等方法，研究碳化铪颗粒弥散强化对钨基材料的抗热性能的影响。
4.结果分析与总结：对实验结果进行分析，总结成果，优化制备工艺，提出进一步改进的方向，为该材料的工业化应用打下基础。
三、研究方案
1.碳化铪颗粒的制备
（1）选择适当的前体材料和载体气体，在高温高真空条件下进行气相沉积制备碳化铪颗粒。
（2）对制备的颗粒进行形貌表征、相组成分析、化学组成分析等测试，确定颗粒的大小分布、形态等特征。
2.钨基材料的制备
（1）将钨粉和碳化铪颗粒按一定比例混合，通过热等静压烧结技术将其加工成为钨基复合材料。
（2）通过SEM、XRD等测试方法对制备的复合材料进行形貌、相组成分析，确定其微观结构。
3.钨基复合材料性能测试
（1）拉伸实验：测定复合材料的拉伸强度、屈服强度、断裂延伸率等力学性能指标。
（2）硬度测试：测定复合材料的硬度，分析强化颗粒对硬度的贡献。
（3）悬臂梁弯曲实验：测定复合材料的弯曲强度和断裂韧性，分析强化颗粒对材料断裂行为的影响。
（4）热处理实验：对复合材料进行高温热处理，测定其热稳定性和抗热变形能力，分析强化颗粒对材料的抗热性能的影响。
四、预期成果
通过本研究，预期可以获得以下成果：
1.成功制备出微米级的碳化铪颗粒，控制其形态和大小分布。
2.制备出性能优异的碳化铪颗粒弥散强化钨基复合材料。
3.通过实验测试和分析，研究碳化铪颗粒弥散强化对钨基材料的力学性能和抗热性能的影响，为其工业化应用提供理论和实践基础。
五、研究计划和进度安排
第一年：
1.设计制备微米级碳化铪颗粒的实验工艺，对制备的颗粒进行形貌和组成分析；
2.确定钨基材料的制备工艺，通过物理性能测试对制备的材料进行评价；
3.分析碳化铪颗粒弥散强化对钨基材料力学性能的影响。
第二年：
1.对钨基材料进行动态热处理实验，分析材料的抗热性能；
2.对碳化铪颗粒弥散强化钨基材料的弯曲性能进行测试，分析其断裂行为；
3.总结成果，优化制备工艺。
第三年：
1.对制备出的碳化铪颗粒进行扩大生产，实现产业化应用；
2.对应用结果进行分析和评价，发表相关论文。
六、经费预算
本研究的经费预算为50万元，主要用于购买实验设备、试剂及耗材、出差费用及实习生工资等方面。具体经费预算如下：
1.实验设备购置费用：30万元
2.试剂及耗材费用：10万元
3.差旅费用：5万元
4.实习生工资：5万元
七、研究团队
本研究由我校材料科学与工程学院主持，研究团队由教授、副教授、学生共同组成。教授担任项目负责人，主要负责项目的设计与管理；副教授为项目的主要承担者，负责实验操作和数据分析；学生为实践人员，协助完成实验任务。所有团队成员都具有较强的科研经验和实践能力，在以往的科研项目中都有过较好的表现。