磁控溅射制备SiAlONSiC膜及其性能研究的任务书.docx

磁控溅射制备SiAlONSiC膜及其性能研究的任务书
任务书
1.课题背景及意义
近年来，先进材料的研究与应用得到了越来越广泛的关注和重视。其中，SiAlON/SiC复合薄膜由于其优异的耐热、抗腐蚀性能，被广泛应用于航空、航天、汽车等领域。磁控溅射是一种有效的制备这类复合薄膜的方法。因此，本课题旨在通过磁控溅射制备SiAlON/SiC复合膜，研究其相关性能，为材料工程研究提供参考和指导。
2.研究内容
本课题的主要研究内容如下：
（1）确定SiAlON和SiC的比例，制备理想的复合膜。
（2）通过热蒸发法在衬底表面生长硅衬底。
（3）对制备的复合膜进行表面形貌和微结构分析，研究其厚度、晶体结构和性质等。
（4）使用透射电镜（TEM）等设备进行组成分析和纳米结构表征。
（5）研究复合膜的力学性能、耐热性能、抗腐蚀性能等。
3.研究方法
本课题将采用以下方法：
（1）制备SiAlON/SiC复合膜的材料选用高纯度的AlN、SiC等粉末，通过磁控溅射在衬底上制备复合膜。
（2）对制备的复合膜进行表面形貌和微结构分析，研究其厚度、晶体结构和性质等，使用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等分析方法对其表面形貌进行表征和分析。
（3）使用透射电镜（TEM）等设备进行组成分析和纳米结构表征，研究复合膜结构中的化学元素分布和结构形态。
（4）通过高温热处理，研究复合膜的力学性能、耐热性能、抗腐蚀性能等。使用扫描电镜（SEM）、压缩强度测试等手段对其进行分析。
4.预期成果
（1）成功制备SiAlON/SiC复合膜。
（2）得到复合膜的表面形貌、微结构、厚度、晶体结构和性质等数据，并进行相关分析，为复合膜的制备和优化提供参考和指导。
（3）通过对复合膜的力学性能、耐热性能、抗腐蚀性能等进行研究，为其在高温、高压、腐蚀等复杂环境下的应用提供理论和实验依据。
5.研究计划
本课题的完成时间为1年，研究计划如下：
第1-3个月：选购实验所需仪器设备，采购实验所需材料，建立制备SiAlON/SiC复合膜的实验平台。
第4-6个月：通过磁控溅射制备SiAlON/SiC复合膜，并对样品的表面形貌和微结构进行分析。
第7-9个月：使用透射电镜（TEM）等设备进行组成分析和纳米结构表征，研究复合膜结构中的化学元素分布和结构形态。
第10-12个月：通过高温热处理，研究复合膜的力学性能、耐热性能、抗腐蚀性能等，得出实验数据并进行分析。
6.参考文献
[1]Yao,S.etal.(2003).EffectofSiAlONadditiononthemicrostructureandmechanicalpropertiesofSiCceramics.JournaloftheEuropeanCeramicSociety,23(9),1523-1532.
[2]Li,X.etal.(2006).PreparationsandmechanicalpropertiesofSiC/SiAlONcomposites.MaterialsScienceandEngineering:A,426(1),315-320.
[3]Zhu,J.etal.(2016).CharacterizationofTiAlSiN-coatedsingle-crystalSiCcuttingtools.AppliedSurfaceScience,389,40-49.
[4]Xu,L.etal.(2019).Developmentofhighconductivitycopper-compositesforhighlyefficientheatsinkapplications.CompositesScienceandTechnology,181,107660.