碳纳米管(CNTs)增强镁基复合材料制备与力学性能研究的任务书.docx

碳纳米管(CNTs)增强镁基复合材料制备与力学性能研究的任务书
任务书
一、任务背景
近年来，镁基复合材料因其具有优异的机械性能、轻质化、高温耐腐蚀性等特点，被广泛应用于航空、汽车、电子等领域。然而，镁合金的力学性能仍然有待进一步的提高。
碳纳米管(CNTs)作为一种新型的高强度纳米材料，由于其独特的结构和力学性能，在复合材料中的应用广受关注。将CNTs添加到镁基复合材料中，能够显著提高其力学性能，如抗拉强度、屈服强度、断裂韧性等。因此，制备CNTs增强镁基复合材料，对于提高镁基复合材料的力学性能具有重要意义。
二、任务目标
本次研究旨在制备CNTs增强镁基复合材料，并研究其力学性能，具体目标包括：
1.制备CNTs增强镁基复合材料。
2.研究复合材料的显微组织。
3.测试复合材料的机械性能，包括抗拉强度、屈服强度、断裂韧性等。
4.分析CNTs对复合材料力学性能的影响。
三、任务内容
1.制备CNTs增强镁基复合材料
本研究采用粉末冶金法制备CNTs增强镁基复合材料。具体步骤如下：
（1）制备CNTs：采用化学气相沉积法制备高纯度的CNTs。
（2）制备镁基复合材料：将制备好的CNTs与粉末状镁合金混合，利用球磨机进行混合，经过压制和热压成型得到CNTs增强镁基复合材料。
2.研究复合材料的显微组织
采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对CNTs增强镁基复合材料的显微组织进行研究，观察CNTs与镁基材料的结合情况、CNTs分散性以及显微组织的变化。
3.测试复合材料的机械性能
采用万能试验机对CNTs增强镁基复合材料进行拉伸试验和冲击试验，测试复合材料的抗拉强度、屈服强度、断裂韧性等机械性能，同时进行多组试验，保证实验数据的准确性。
4.分析CNTs对复合材料力学性能的影响
通过对试验结果进行分析，比较CNTs增强镁基复合材料与纯镁合金的力学性能差异，提出CNTs对复合材料力学性能的影响。同时，探究CNTs增强镁基复合材料的力学增强机制。
四、研究意义
1.提高镁基复合材料的力学性能，推动轻量化、高强度材料的发展。
2.探究CNTs增强镁基复合材料的力学增强机制。
3.为相关领域的研究提供借鉴。
五、进度安排
时间节点任务
2022.3.1-3.31文献综述、CNTs的制备与表征、镁合金试样制备
2022.4.1-4.30试样的球磨混合、压缩成型、热处理，显微组织观察与分析
2022.5.1-5.31试样机械性能测试，数据分析与处理
2022.6.1-6.30论文撰写、资料整理
六、技术路线
（1）CNTs制备：SZ塑性单晶作为衬底，用化学气相沉积法制备CNTs。
（2）试样制备：采用粉末冶金法制备CNTs增强镁基复合材料，通过球磨混合、压缩成型和热处理，得到试样。
（3）显微组织观察：采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察试样的显微组织。
（4）机械性能测试：采用万能试验机测试试样的机械性能。
（5）数据分析：对试验结果进行数据处理和分析。
（6）论文撰写：根据实验结果撰写论文，对研究结果进行分析并提出展望。
七、预期成果
完成本次任务后，预计可以得到以下成果：
1.成功制备CNTs增强镁基复合材料。
2.探究CNTs增强镁基复合材料的力学增强机制。
3.发表相关学术论文1-2篇。
4.为相关领域的研究提供借鉴。
八、经费预算
本次研究所需经费包括：
材料费：20000元
设备费：10000元
差旅费：5000元
合计：35000元
九、研究团队
本研究团队由以下人员组成：
负责人：XX（教授）研究方向：材料学
成员：XX（博士生）研究方向：材料学
XX（本科生）研究方向：材料科学与工程
十、参考文献
1.Xu,X.,&Zhu,Y.G.(2020).EnhancedmechanicalpropertiesofMg/Al-hydrotalcitecompositereinforcedbycarbonnanotubes.MaterialsLetters,275,128183.
2.Li,X.,Huang,Y.,Zhou,Y.,&Wu,L.(2021).MechanicalpropertiesofMg–CNTcompositespreparedbysemi-solidcasting.JournalofAlloysandCompounds,868,159104.