类富勒烯碳薄膜制备及空间摩擦学性能研究的任务书.docx

类富勒烯碳薄膜制备及空间摩擦学性能研究的任务书
任务书
一、课题背景
近年来，碳薄膜作为一种新型材料备受关注。其中，类富勒烯碳薄膜以其优异的机械性能、抗氧化性能、热稳定性、磨损性能等特点，成为了研究热点。类富勒烯碳薄膜能够广泛应用于气体隔离、磁存储、光电器件、表面润滑等领域。在空间应用上，复杂的空间环境给摩擦学性能带来了许多挑战，需要研究类富勒烯碳薄膜在空间摩擦学性能方面的应用。
二、课题目的
本课题旨在制备类富勒烯碳薄膜，并对其在空间环境下的摩擦学性能进行研究，为类富勒烯碳薄膜在空间应用方面的研究提供理论和实验依据。
三、研究内容
1.制备类富勒烯碳薄膜的工艺优化
（1）采用化学气相沉积法（CVD）制备类富勒烯碳薄膜；
（2）优化材料配比、反应温度、压力等参数，探究对薄膜质量和结构的影响；
（3）利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、Raman光谱等分析手段对制备的类富勒烯碳薄膜进行结构表征。
2.空间环境下类富勒烯碳薄膜的摩擦学性能研究
（1）设计并搭建空间环境模拟实验设备；
（2）分别采用球-盘和环-柱两种摩擦学测试方法，测试类富勒烯碳薄膜的摩擦系数、磨损率等参数；
（3）结合测试结果对类富勒烯碳薄膜在空间环境下的摩擦学性能进行分析，并研究影响其性能的因素。
四、研究意义
1.结构优化合成方法得到的类富勒烯碳薄膜，有望对其在空间材料方面研究提供理论和实验基础。
2.对类富勒烯碳薄膜在空间环境下的摩擦学性能进行系统研究，可以为空间应用提供新的摩擦减耗材料。
3.深入研究类富勒烯碳薄膜在空间环境下的应用前景，对于开发具有国际市场竞争力的高技术产品，具有重要意义。
五、研究方法
1.采用化学气相沉积法制备类富勒烯碳薄膜，其中包括铁、乙烯、甲烷等为前体气体，利用热解反应生成碳原子。
2.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、Raman光谱等对薄膜进行研究和表征。
3.设计并搭建空间环境模拟实验设备，采用球-盘和环-柱两种摩擦学测试方法，评估类富勒烯碳薄膜的摩擦学性能。
4.结合表征结果和测试数据，分析类富勒烯碳薄膜的微观结构和磨损机理，得出结论。
六、研究时间计划
1.每周进行一次小组讨论，对实验结果进行总结、分析和讨论。
2.第1-2个月：文献调研，设计课题实验方案，并进行课题的理论研究。
3.第3-4个月：制备类富勒烯碳薄膜，优化制备工艺，进行辅助测试和表征工作，取得初步结果。
4.第5-6个月：构建空间环境模拟实验设备，开展类富勒烯碳薄膜的摩擦学实验，获取实验数据。
5.第7-8个月：分析并总结类富勒烯碳薄膜的结构和磨损机理。撰写论文草稿，进行实验数据处理和图表制作。
6.第9-10个月：寻找并解决实验数据中存在的问题，修改和完善论文并进行复查和审阅。
7.第11-12个月：论文修改和完善。答辩和提交结题报告。
七、预期成果
1.制备出结构优秀的类富勒烯碳薄膜。
2.空间摩擦减耗性能研究数据，为空间应用提供基础数据。
3.学术论文：撰写高水平学术论文1篇，申请发明专利1项。
四、经费预算
研究经费将主要用于仪器设备购买、实验用材料、出版论文、差旅费等相关事项。经费预算共计XXXX元，预计课题将在12个月内完成。
八、课题组成员
指导教师：XXX
课题组成员：XXX
XXX
XXX
XXX
XXX
九、参考文献
1.YanJ,WeiB.Thinfilmsofcarbonnanomaterials:Frompreparationtoapplications[J].ProgressinMaterialsScience,2014,64:1-58.
2.ShiL,TianY,ChenB,etal.Excellenttribologicalpropertiesoffullerene-likecarbonnitridefilmsunderdrysliding[J].SurfaceandCoatingsTechnology,2015,261:53-60.
3.LiuX,YueL,LiuH,etal.ImprovedtribologicalperformanceofC60thinsolidfilmsinhumidatmosphere[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartJ:JournalofEngineeringTribology,2011,225(12):1096-1104.