Si3N4晶须对Ti2SC材料的性能影响研究开题报告

全文总字数：5197字

1. 研究目的与意义（文献综述）

m_{n 1}ax_n 层状化合物( n 通常取 1，2，3; m 为过渡金属; a 通常为Ⅲ或Ⅳ主族元素; x 是氮或碳元素) 兼有金属和陶瓷的双重属性，具有较低的密度和热膨胀系数，良好的抗热震性和抗氧化性，优异的导电性、导热性及加工性能等。由于它能替代可加工陶瓷应用于机电等行业，近年来引起了人们的广泛关注。迄今为止, max相家族的成员已经达到100多种, 例如ti₃sic₂、ti₃gec₂等312相；ti₄aln₃等413相；以及ti₂sc等211相^[1]。

ti₂sc 作为 m_{n 1}ax_n层状化合物中的一员，不仅拥有层状化合物的上述性能，而且还具备其自身独特的结构和性能特点，其c/a值在所有max相中最低，表现出了不同寻常的力学和物理性能^[2]。其维氏硬度（8±2gpa）明显高于绝大多数max相。此外，它是已知杨氏模量最高的max相之一（316±2gpa）^[3]。ti₂sc在50gpa下仍具有稳定结构，ti₂sc的强ti-s杂化使得其具有高温热稳定性。同时ti₂sc的热导率是目前已知max相中最高的。ti₂sc是唯一一种在室温至550℃范围内，以氧化铝做副摩擦材料时，仍能表现优异的抗摩擦性能的max相材料^[4]，使其在机械、运输等领域具有广阔的应用前景。amini^[5]等人测得ti₂sc的断裂韧性为4-6mpa·m^1/2，相比于其他材料，这显示了ti₂sc的不足。

晶须(whisker)是在人工控制条件下合成的一种高强度须状的单晶体。其晶体结构比较完整，内部缺陷少,其强度和模量均接近理想晶体。因此,晶须常作为增强组分加到金属基体、陶瓷基体和高分子基体中起增强、增韧作用。si₃n₄晶须，具有优良的耐高温、高强度、高模量、低膨胀和良好的化学稳定性，被认为是增强金属和陶瓷材料的理想增强组元^[6]。

2. 研究的基本内容与方案

1.基本内容

①．查阅不少于15篇相关文献资料，其中近5年英文文献不少于3篇，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响；

②．完成不少于5000字的英文文献翻译；

3. 研究计划与安排

第1周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。

第2周：明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。

第3周：确定技术方案，并完成开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] m.w. barsoum. the m_{n 1}ax_n phases: a new class of solids[j]. progress in solid state chemistry, 2000, 28(1):201-281.

[2] y.l. du, z.m. sun, h. hashimoto, et al., first-principles study on electronic structure and elastic properties of ti₂sc[j]. phys. lett. a, 2008,372: 5220–5223.

[3] c.l. guang,n.n. sun,synthesis of high-purity ti₂sc powder by microwave hybrid heating[j].journal of advanced ceramics,2016,5(4):337-343.