石墨烯增强铝基复合材料的制备与研究的任务书.docx

石墨烯增强铝基复合材料的制备与研究的任务书
一、前言
铝基复合材料是由铝基合金作为基体，加入多种增强相组成的材料，具有高强度、高韧性、良好的耐腐蚀性和高温特性等优良的性能，被广泛应用于航空、汽车、工程机械、医疗设备等领域。而石墨烯作为一种新型的二维材料，具有高强度、高导电性、高导热性、很好的机械性能和化学稳定性等优良性能，增强铝基复合材料的石墨烯应用研究备受关注。因此，本次课题旨在制备石墨烯增强铝基复合材料，研究其性能和应用。
二、任务目标
1.制备石墨烯增强铝基复合材料。
2.探究不同石墨烯掺量对材料力学性能的影响。
3.分析石墨烯增强铝基复合材料的微结构和力学性能。
4.研究石墨烯增强铝基复合材料的应用前景和潜在问题。
三、任务内容
1.制备石墨烯增强铝基复合材料
(1)基于化学气相沉积（CVD）等方法制备高质量的石墨烯。
(2)将石墨烯与铝基合金粉末混合均匀，利用热压或搅拌铸造技术制备石墨烯增强铝基复合材料。
(3)制备不同石墨烯掺量的样品，据此研究石墨烯掺量对材料性能的影响。
2.力学性能测试
(1)对不同石墨烯掺量的样品进行拉伸、硬度、断裂韧性等力学性能测试。
(2)通过力学性能测试结果，分析石墨烯增强铝基复合材料的力学性能。
3.显微结构观察
(1)采用扫描电子显微镜（SEM）或透射电子显微镜（TEM）等手段观察不同石墨烯掺量的样品微观结构和相组成。
(2)对样品表面进行拉伸断口分析，分析样品的断裂模式和断裂机理。
4.应用前景和潜在问题分析
(1)综合分析石墨烯增强铝基复合材料的性能和应用前景。
(2)对石墨烯增强铝基复合材料在应用过程中可能出现的问题和需要解决的技术难点进行分析。
四、预期结果
1.成功制备不同掺量的石墨烯增强铝基复合材料。
2.研究不同石墨烯掺量对材料力学性能的影响，得出最佳的石墨烯掺量。
3.通过显微结构观察和拉伸断口分析，分析石墨烯增强铝基复合材料的微观结构和断裂机理。
4.综合分析石墨烯增强铝基复合材料的性能和应用前景，并针对可能出现的问题进行了分析和探讨。
五、计划进度
第一年：
1-3月：查阅相关文献，设计实验方案。
4-6月：制备石墨烯。
7-9月：制备不同掺量的石墨烯增强铝基复合材料。
10-12月：进行力学性能测试，分析不同石墨烯掺量对材料性能的影响。
第二年：
1-3月：进行显微结构观察，分析石墨烯增强铝基复合材料的微观结构和断裂机理。
4-6月：综合分析石墨烯增强铝基复合材料的性能和应用前景，并针对可能出现的问题进行分析和探讨。
7-9月：撰写论文并进行实验总结。
10-12月：进行实验总结和口头答辩。
六、经费预算
本课题所需实验器材、材料、耗材和人工等费用约为30万元，其中实验器材和材料费用占比较大。
七、参考文献
[1]ZhouJ,etal.Strengthimprovementofnano-SiCp/7055aluminummatrixcompositeswithnano-spacedstackingfaults[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2017,680:332-340.
[2]DevA,etal.Fabricationandcharacterizationofgrapheneoxidereinforcedaluminiumnanocomposites[J].MaterialsResearchExpress,2014,1(2):025204.
[3]GuptaN,etal.Metalmatrixcompositeofaluminiumreinforcedwithgraphene[J].MaterialsLetters,2012,77:100-103.
[4]AnuradhaR,etal.Fabricationandcharacterizationofgraphenereinforcedaluminumcomposites[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2015,625:224-232.
[5]XuY,etal.Dispersionandalignmentofgrapheneoxideinaluminum[J].JournalofMaterialsScience,2015,50(3):1227-1236.