柔性自支撑聚丙烯腈基碳膜的制备及其性能研究的任务书.docx

柔性自支撑聚丙烯腈基碳膜的制备及其性能研究的任务书
任务书
一、任务名称：
柔性自支撑聚丙烯腈基碳膜的制备及其性能研究
二、任务背景和意义：
碳纤维、碳纳米管等碳材料因其具有优异的力学、导电、导热等性能，在诸多领域得到了广泛应用，如航空航天、新能源、电子、化工等。而柔性自支撑薄膜由于具有轻薄、高强度、透明、模塑性好等特点，在可穿戴电子、智能制造、微电子器件、光电显示等领域具有广泛应用前景。近年来，结合碳材料和柔性自支撑薄膜的新型复合材料已开始受到广泛关注。其中，聚丙烯腈基碳膜是一种成本较低，制备简单，纤维形成良好，具有较高拉伸强度和模量的柔性自支撑碳膜。
因此，本任务旨在研究制备聚丙烯腈基碳膜，并探究其性能特点，为碳材料与柔性自支撑薄膜结合的新型复合材料的研究提供参考。
三、研究内容：
1.聚丙烯腈基碳膜的制备工艺研究。采用聚丙烯腈为原料，探究纺丝、热氧化等工艺条件对碳膜制备的影响，确定最优制备工艺。
2.确定聚丙烯腈基碳膜的微结构特征。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段，研究聚丙烯腈基碳膜的纤维形态、晶体结构等微观结构特征。
3.研究聚丙烯腈基碳膜的力学性能。通过拉伸实验、压缩实验等手段，研究聚丙烯腈基碳膜的力学性能特征，如拉伸强度、模量、屈服点等。
4.研究聚丙烯腈基碳膜的导电性能和热稳定性能。采用四探针法、热重-差热分析法等手段，研究聚丙烯腈基碳膜的导电性能和热稳定性特征。
五、预期成果：
1.确定聚丙烯腈基碳膜的最优制备工艺及微结构特征。
2.揭示聚丙烯腈基碳膜的力学性能特点。
3.揭示聚丙烯腈基碳膜的导电性能和热稳定性。
4.为碳材料与柔性自支撑薄膜结合的新型复合材料的研究提供参考。
六、研究方法：
1.纺丝制备：采用静电纺丝、溶剂纺丝等方法制备聚丙烯腈基碳膜。
2.微结构分析：采用SEM、TEM等手段研究聚丙烯腈基碳膜的微结构特征。
3.力学性能测试：采用拉伸实验、压缩实验等手段测试聚丙烯腈基碳膜的力学性能。
4.导电性能和热稳定性测试：采用四探针法、热重-差热分析法等手段测试聚丙烯腈基碳膜的导电性能和热稳定性。
七、进度安排：
本研究任务共计6个月，具体进度安排如下：
第1-2个月，确定聚丙烯腈基碳膜的制备工艺，开展微结构分析研究。
第3-4个月，开展聚丙烯腈基碳膜的力学性能研究。
第5-6个月，开展聚丙烯腈基碳膜的导电性能和热稳定性研究，并完成任务报告的撰写。
八、经费预算：
本研究任务所需经费为人民币30万元，详细费用预算如下：
1.材料费，包括纺丝原材料、热处理试剂等，共计10万元。
2.实验设备费，包括SEM、TEM等仪器的使用费，共计10万元。
3.人员费，包括研究人员工资、社保、奖金等，共计8万元。
4.其他费用，包括差旅费、专利申请等，共计2万元。
以上经费预算为估算值，实际花费以实际情况为准。
九、研究团队：
本研究任务由X大学材料科学与工程学院主持，参与研究人员包括教师和硕士研究生。研究组成员的研究方向主要包括纳米材料制备、柔性电子器件等。研究团队有较强的科研实力和实验室条件，可保证任务顺利进行。
十、备注：
本任务执行期限为6个月，以研究成果为评定标准，成果达到预期目标即可结项。在研究过程中，要牢记科学道德，严格执行科学实验室管理规定和实验室安全操作规程。