石墨烯增强铝基复合材料的热变形研究的任务书.docx

石墨烯增强铝基复合材料的热变形研究的任务书
任务书
一、研究背景
铝合金作为重要的结构材料之一，在航空航天、汽车、机械等领域有着广泛的应用。但是，铝合金具有低的热稳定性和机械性能，限制了其在一些高温环境下的应用。为了解决这一问题，铝基复合材料被广泛应用。
石墨烯是一种二维的碳材料，其性质优良，具有超高的导热性、导电性、机械性能，并且具有独特的较低的热膨胀系数。石墨烯在材料科学领域中受到了广泛的关注。石墨烯增强铝基复合材料是利用石墨烯在复合材料中的优良性质，提高材料的机械性能、导热性和热稳定性。
因此，本研究旨在研究石墨烯增强铝基复合材料的热变形性能，探究其在高温环境下的应用价值。
二、研究目标
1.合成制备石墨烯增强铝基复合材料；
2.测试石墨烯增强铝基复合材料的力学性能、热稳定性和导热性能；
3.研究石墨烯增强铝基复合材料的热变形规律，比较其与普通铝合金材料的差异；
4.探究石墨烯增强铝基复合材料在高温环境下的应用价值。
三、研究内容
1.合成制备石墨烯增强铝基复合材料：
（1）采用球磨法制备石墨烯；
（2）利用机械混合法将石墨烯与铝合金粉末混合；
（3）利用等离子喷涂技术将混合后的材料制备成复合材料；
（4）对材料进行热处理。
2.测试石墨烯增强铝基复合材料的力学性能、热稳定性和导热性能：
（1）利用万能材料测试机测试材料的抗拉强度、屈服强度、弹性模量、断裂延伸率等力学性能；
（2）利用热重分析仪测试材料的热重损失曲线，比较不同温度下材料的热稳定性；
（3）利用热扩散仪测试材料的导热性能。
3.研究石墨烯增强铝基复合材料的热变形规律：
（1）将材料置于高温环境下，利用材料测试机测试材料的热膨胀系数；
（2）利用原位热变形实验系统研究石墨烯增强铝基复合材料在高温条件下的热变形规律。
4.探究石墨烯增强铝基复合材料在高温环境下的应用价值：
（1）结合石墨烯增强铝基复合材料的力学性能、热稳定性和导热性能，探究其在高温环境下的应用潜力；
（2）针对石墨烯增强铝基复合材料在高温环境下的应用特点，提出改进材料性能的方法。
四、研究计划
1.合成制备石墨烯增强铝基复合材料：3个月；
2.测试石墨烯增强铝基复合材料的力学性能、热稳定性和导热性能：3个月；
3.研究石墨烯增强铝基复合材料的热变形规律：4个月；
4.探究石墨烯增强铝基复合材料在高温环境下的应用价值：2个月。
五、参考文献
1.ArtyukhA.A.,MishchenkoYu.A.,KostjukovV.V.etal.Productionofgraphene–aluminumcompositebysolid-phasesynthesis:materials,design,properties[J].JournalofAlloysandCompounds,2016,657(2):85-95.
2.ChengQ.,DuQ.,ChenZ.etal.Graphenereinforcedaluminummatrixcompositespreparedbyhotpressing[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2015,620:119-124.
3.ZhangJ.J.,ChenD.X.,TangJ.H.etal.CompositesScienceandTechnology[J].2013,15(5):7-14.
4.SongY.Q.,GuoQ.P.,LiH.Z.etal.Transversetensilebehaviorsofgraphenenanoplatelet/aluminumcompositesatvarioustemperatures[J].JournalofAlloysandCompounds,2017,726:1140-1149.