山东大学材料学博士开题报告-精品文档

不到很好的解释，而这正是影响复合材料性质 改变的本质原因。
山东大学2019级材料学博士研究生开题报告
陶 瓷 基 复 合 材 料 微 观 结 构 及 特 性 的 理 论 研 究
一. 选题背景 3.课题的提出意义及来源
本课题研究将得到国家自然基金资助( No： 50242019) 本课题以掺杂陶瓷基(氧化锆为主）复合材料的相变 机制和强韧化机理界面结构的微观解析为指导对象，通 过对其强韧机制、界面缺陷和相变机制的理论研究，为 氧化锆复合材料的相变强韧机制的完善提供动力学数据， 以期为复合材料的实验研究提供理论指导，促进氧化锆 邓复相陶瓷在各个领域的产业化发展。
应力腐蚀理论 阳离子-空位扩散理论
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陶 瓷 基 复 合 材 料 微 观 结 构 及 特 性 的 理 论 研 究
二. 氧化锆陶瓷的研究现状
2. 相变机制的研究
1 Nakanishi等人首先提出Y2O3-ZrO2陶瓷中t-m相变是一种受氧 离子短程扩散控制的类贝氏体相变Байду номын сангаас 2 国内许祖耀、路新瀛等人认为CeO2-ZrO2的等温相变是受氧扩散 表面化学理论 控制的贝氏相变，氧空位浓度的增加或减少都会导致t-m相变。
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陶 瓷 基 复 合 材 料 微 观 结 构 及 特 性 的 理 论 研 究
二. 复合材料的理论研究现状
1.复合材料界面增强增韧的理论研究 表面包覆材料界面结合强度的理论预测 张等人利用DFT(B3lyp)方法，详细研究了 BN超硬材料在其金属（ Al）表面的包覆。微观动 力学研究表明：Al-N键结合要强于Al-B键，从而 推测认为对N在Al(001)面的优先吸附对生成CBN相是有利的，对Al(001)面预先氮化处理有助 于C-BN在铝基体的吸附.
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二. 研究现状
陶 瓷 基 复 合 材 料 微 观 结 构 及 特 性 的 理 论 研 究
1.复合材料界面增强增韧的理论研究 复合材料界面能的预测
A
B
W ad
A

B
分别计算两种材料表面的能量及形成复合界面 的能量，获得吸附能预测材料表面的结合能。
W W W W ad A B AB
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陶 瓷 基 复 合 材 料 微 观 结 构 及 特 性 的 理 论 研 究
二. 研究现状
2. 氧化锆相变机制的研究
表面化学理论 应力腐蚀理论 阳离子-空位扩散理论
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陶 瓷 基 复 合 材 料 微 观 结 构 及 特 性 的 理 论 研 究
陶 瓷 基 复 合 材 料 微 观 结 构 及 特 性 的 理 论 研 究
一. 选题背景 1. 陶瓷基复合材料的性能及特点
陶瓷基复合材料一般具有高强度、高韧型和优 异的热性能和化学稳定性。从微观分析来看，它是 由许多微小的单晶体依赖原子间相互作用力结合在 一起而组成的多晶材料，它的许多性能要优于单组 份金属或陶瓷材料，而多晶材料本质上是不稳定的， 随温度的改变而导致结构发生变化，反过来多晶体 结构的变化将导致材料力学及物理化学性能的改变， 如塑性、强度和抗蠕变能力等。
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二. 研究现状
陶 瓷 基 复 合 材 料 微 观 结 构 及 特 性 的 理 论 研 究
1.复合材料界面增强增韧的理论研究 陶瓷材料间韧化机制的简单模型
Painter等人使用局域密度近似(LDA)方法， 在氮化硅（Si3N4）和氧化铝(Al2O3)复合材料 的烧结性能研究中，以偶合四面体团簇模型(右图) 研究了基体相(Si3N4)与形成的玻璃相 Si Al O N （ 6 Z Z Z 8 Z）的界面各种组分变化的相 对稳定能（键能）。计算结果认为，在Si3N4基 体上优先形成Al-N键，铝原子的优先占位促进了 SiAlON的指数增长，交叉网络键模型促进了界面 的强化。
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研究题目：陶瓷基复合材料微观结构
及特性的理论研究
博士生： 陈守刚 导 师： 尹衍升 教授
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陶 瓷 基 复 合 材 料 微 观 结 构 及 特 性 的 理 论 研 究
1. 选题背景
2.研究现状
3.研究方法 和研究内容
4. 技术路线
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陶 瓷 基 复 合 材 料 微 观 结 构 及 特 性 的 理 论 研 究
一. 选题背景 2.实验研究的局限性
由于传统方法制备新材料要通过大量实验， 寻找规律，确定最佳性能不仅费时、费力而且 带有较大的经济消耗，同时，受实验条件的局 限性，对复合材料微观结构演变的影响规律得
1.
应力腐蚀理论 阳离子-空位扩散理论
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二. 氧化锆陶瓷的研究现状
2. 相变机制的研究
Schumauder等人认为时效过程并不单独由水的表面 化学吸附造成，而是由Y2O3在缺陷表面或在t相晶粒 表面化学理论 内不均匀分布造成的不均匀应力和水共同作用结果。
1 lang认为由于Y3+从内部向表面扩散与吸附水分子 反应形成Y(OH)3, 在Y2O3含量低的地方成为m相形 二. 氧化锆陶瓷的研究现状 核的有利位置，使相变从表面向内发展； 2 Schubert认为Y3+不可能从内部向表面扩散，而 是吸附的水从点阵中向内扩散。 相变机制的研究 3 Yoshimara任为Y(OH)3晶体的形成是不可能的， 而是水在表面吸附解离形成Zr-OH或Y-OH导致应力 集中发生相变 缺陷：表面化学理论的提出，基于水提高t-M相变速 率，但不能解释惰性气氛中时效试样。 表面化学理论
5. 创新点
6. 可行性 分析
7. 论文进展 安排
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陶 瓷 基 复 合 材 料 微 观 结 构 及 特 性 的 理 论 研 究
一. 选题背景
1 陶瓷基复合材料的性能及特点
2 实验研究的局限性
3 课题的提出意义及来源
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