ZrxAlyCz化合物增韧ZrB2基复相陶瓷的SPS制备及其性能研究的开题报告开题报告题目：ZrxAlyCz化合物增韧ZrB2基复相陶瓷的SPS制备及其性能研究一、研究背景复相陶瓷具有高强度、高硬度、高温稳定性等优异性能，因此近年来备受关注。但是，由于复相陶瓷存在脆性及易产生裂纹等缺陷，导致其在实际应用中的可靠性受到限制。因此，增强复相陶瓷的韧性和抗裂性成为了研究的热点和难点。ZrB2陶瓷是一种具有良好热导率和高温稳定性的复相陶瓷，在航空航天、能源等领域有广泛的应用。但是，ZrB2陶瓷也存在易裂纹等问题，因此增强其韧性成为了研究的重点。在现有文献中，已经有学者通过添加碳化物、氮化物等复合增强相的方式来提高ZrB2陶瓷的韧性。但是大部分的增韧剂会导致ZrB2材料的高温稳定性下降。本研究计划引入一种新型增韧剂——ZrxAlyCz化合物，既可以提高ZrB2基复相陶瓷的韧性，又可以保持其高温稳定性。此外，本研究还将采用SPS（Sparkplasmasintering）工艺制备样品，进一步提高样品的致密度和力学性能。二、研究内容及方法1、ZrxAlyCz化合物的制备采用溶胶-凝胶法制备ZrxAlyCz化合物粉末，具体步骤为：将金属有机前驱体溶液混合，经醇解反应制备出溶胶；将溶胶加入模板中，置于烤箱中干燥、煅烧，得到凝胶；将凝胶进行干燥、煅烧得到气相反应器中形成ZrxAlyCz化合物粉末。2、复相陶瓷样品的制备采用SPS工艺制备样品。具体步骤为：将ZrB2、ZrxAlyCz化合物粉末按一定比例混合，并加入适量碳化硅、碳化硼等助剂；将混合物装入SPS烧结模具中，并施加高温高压电场，使粉末烧结成致密陶瓷样品。3、性能测试采用XRD（X射线衍射）、SEM（扫描电子显微镜）等手段对样品的组成、微观结构等进行测试；采用压缩测试、断裂韧度测试等手段对样品的力学性能进行评价。三、研究意义本研究计划引入ZrxAlyCz化合物作为ZrB2基复相陶瓷的增韧剂，既可以提高材料的韧性，又不影响其高温稳定性。此外，采用SPS工艺制备陶瓷样品，无需添加多余助剂，能够得到高致密度、组织均匀的陶瓷材料。因此，本研究能够为制备高性能ZrB2基复相陶瓷提供新思路和方法。四、预期成果1、成功制备出ZrxAlyCz化合物粉末，进行了初步的组成、微观结构分析。2、采用SPS工艺成功制备了ZrB2基复相陶瓷样品，并进行了初步的性能测试。3、得到ZrxAlyCz化合物增韧ZrB2基复相陶瓷的结构、力学性能等方面的结果，并初步探究增韧机理。五、论文结构本论文的结构主要分为以下几个部分：第一章：绪论。介绍研究背景、目的和意义，简要回顾目前国内外关于ZrB2基复相陶瓷及其增韧材料的研究现状和进展，并说明本研究计划的贡献和可能的创新点。第二章：实验部分。详细介绍ZrxAlyCz化合物的制备方法、SPS工艺制备ZrB2基复相陶瓷的工艺参数等，指出样品制备中需要注意的问题。第三章：结果与分析。对制备的样品进行各种性能测试，分析得到的实验结果，探究增韧机理。第四章：结论与展望。总结论文的研究内容、结果与意义，并对未来的研究方向和相关问题进行展望和讨论。参考文献：列出本论文中引用的参考文献。