纳米颗粒增强石墨-铜复合材料的制备及性能研究的任务书.docx

纳米颗粒增强石墨-铜复合材料的制备及性能研究的任务书
一、研究背景：
随着现代工业技术的不断发展和人民对于高性能、高强度、轻量化、耐磨、耐腐蚀等综合性能要求的不断提高，石墨-铜复合材料因其具备良好的导热性、导电性、热膨胀系数匹配性等功能，成为具有广阔开发前景的一种复合材料。然而，石墨-铜复合材料中铜的高热传导率所导致的热间接接触，是减少石墨-铜复合材料力学性能的主要因素之一，传统的石墨-铜复合材料在高压应力下极易发生热疲劳而使其失效。因此研制新型石墨-铜复合材料是当今材料研究领域的热点和难点。而纳米颗粒具有突出的低维效应、高表面能和尺寸效应等特点，将其复合于石墨-铜基体中，能够极大地提高石墨-铜复合材料的力学性能及抗高温疲劳性能，并且实现材料的轻量化。因此，本课题将采用纳米颗粒增强技术来制备新型的石墨-铜复合材料，旨在提高其力学性能及抗高温疲劳性能。
二、研究内容及研究方法：
1、石墨-铜复合材料制备：本课题将采用真空热压法来制备新型石墨-铜复合材料，同时在制备过程中，采用纳米颗粒增强技术，将纳米颗粒复合入石墨-铜复合材料基体，以提高石墨-铜复合材料的力学性能。
2、石墨-铜复合材料性能测试：通过采用拉伸实验、压缩实验、硬度实验、冲击实验、高温疲劳实验等相关性能测试方法，测试新型石墨-铜复合材料的各项力学性能及抗高温疲劳性能，并分析和比较其热传导特性。
3、材料微结构及相变分析：通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）等物理化学分析方法，分析新型石墨-铜复合材料的微观结构及相变规律。
三、研究意义：
1、新型石墨-铜复合材料具有优异的力学性能及抗高温疲劳性能，可广泛应用于航空、航天、汽车、电子、制造等领域。
2、该研究成果有利于推进纳米颗粒增强技术的发展，对纳米材料的性能提升及其在材料领域的广泛应用具有重要的理论与实际意义。
3、研究结果可为设计和制造高性能、轻量化复合材料提供参考数据和理论指导，促进材料科学的发展和进步。
四、预期结果：
1、成功制备出新型石墨-铜复合材料并采用多种测试方法来测试其力学性能和抗高温疲劳性能。
2、通过物理化学分析方法分析新型石墨-铜复合材料的微观结构及相变规律。
3、探究纳米颗粒对石墨-铜复合材料力学性能及抗高温疲劳性能的增强作用，为纳米颗粒增强技术在材料领域的广泛应用提供基础理论指导。
五、进度安排：
1、第一阶段：学习和熟悉真空热压工艺技术及材料测试方法（3个月）。
2、第二阶段：采购所需材料和设备，开始制备新型石墨-铜复合材料并进行相应的测试（6个月）。
3、第三阶段：通过物理化学分析方法对新型石墨-铜复合材料进行微观结构与相变的分析（3个月）。
4、第四阶段：撰写毕业论文并对成果进行总结和展示（3个月）。
六、存在的困难及解决措施：
1、石墨粉末预处理困难。解决措施：采用特殊工艺预处理石墨粉末。
2、纳米颗粒集团化难以避免。解决措施：采用表面改性技术改性纳米颗粒，以提高其分散性。
3、真空热压设备的制备运用。解决措施：购置正规的真空热压设备，并对操作人员进行培训及技术支持。