激光熔覆制备Ni--Ti--Nb合金涂层的工艺及性能研究的任务书.docx

激光熔覆制备Ni--Ti--Nb合金涂层的工艺及性能研究的任务书
任务书
一、课题背景
NiTiNb合金是一种具有优异记忆和超弹性能力的金属材料，使用范围广泛，尤其是在生物医疗领域中具有广阔前景。然而其应用尚受到一些限制，例如生物相容性和摩擦磨损等问题，需要进一步研究和改进。因此，制备出优异的NiTiNb合金涂层将有助于拓展其应用范围。
激光熔覆（LaserCladding）技术是一种先进的表面加工技术，通过高功率激光束，将预先加工好的粉末材料加热、熔化，喷射在基材上形成涂层。该技术具有制备高质量、高性能涂层的优势，而且可以在处理过程中精确控制表面特性和合金成分，适用于多种金属、陶瓷材料的涂层制备。因此，利用该技术制备NiTiNb合金涂层将有望解决上述问题。
二、主要内容及研究目标
1.制备NiTiNb粉末材料
制备NiTiNb粉末材料应具备以下要求：1）纯度高，无杂质2）粒度分布合适3）形态规则，球形或近球形。
2.设计并制备涂覆方案
通过研究NiTiNb合金在不同条件下熔覆制备的过程和性能，确定最优的熔覆参数和涂覆方案。包括激光功率、激光扫描速度、喷粉速度等参数，以及涂层厚度、组织结构、显微硬度等性能。
3.评估涂层性能
通过金相分析、扫描电镜观察、显微硬度测试、耐磨性能测试、腐蚀性能测试等方法，对制备的NiTiNb合金涂层的组织结构和性能进行评估。特别是对涂层的生物相容性和摩擦磨损性能进行研究，探索其在生物医疗领域中的应用前景。
4.编写论文
撰写一篇不少于5000字的论文，全面介绍NiTiNb合金涂层的制备过程、组织结构与性能、熔覆参数的优化以及涂层在生物医疗领域中的应用前景。
三、预期成果
1.成功制备出具有良好组织结构和性能的NiTiNb合金涂层。
2.探索激光熔覆技术制备NiTiNb合金涂层的工艺和参数，优化涂覆方案，提高涂层品质。
3.在生物医疗领域中，提出NiTiNb合金涂层应用的可能性和前景。
4.获得一篇较高水平的学术论文，在学术领域中展现自己的研究能力和水平。
四、研究时间
本研究计划从开始到完成总共需时约1年。
五、研究经费
本研究所需的经费大约为20万元，主要包括设备和材料费用、测试费用、研究人员工资等方面。
六、研究团队
本研究团队由硕士研究生、博士研究生及指导教师组成。其中，硕士研究生主要负责实验操作与数据统计，博士研究生负责研究方案设计、论文撰写和数据分析，指导教师负责提出研究思路、技术指导和论文审稿。
七、参考文献
1.GongB,DongX,ZhangZ,etal.MicrostructureevolutionandphasetransformationofTiNiNbshapememoryalloy[J].JournalofAlloys&Compounds,2017,718:40-46.
2.ZhangX,HuangW,ZhangY,etal.LasercladdingofNiTishapememoryalloyonTialloysubstrates[J].AppliedSurfaceScience,2014,321:8-13.
3.ChenY,ZhangK,SongS,etal.StudyoncorrosionandwearbehaviorsofNiTi-basedbiomedicalshapememorydielectric-coatedalloysproducedbylasercladding[J].MaterialsScience&EngineeringCMaterialsforBiologicalApplications,2017,77:358-367.