中温SPS法制备致密化Si3N4LiAlSiO4复合材料的开题报告

中温SPS法制备致密化Si3N4LiAlSiO4复合材料的开题报告一、研究背景及意义高性能陶瓷材料在航空、汽车、医疗等领域有着广泛的应用，其中Si3N4是一种具有优秀高温强度、抗氧化性能和低密度的陶瓷材料，因此引起了人们的极大关注。但是，Si3N4的致密化和热稳定性仍然是制约其应用的主要问题之一。近年来，通过SPS（SparkPlasmaSintering）方法制备Si3N4复合材料的研究颇受关注。其中，添加LiAlSiO4等材料可以明显提高Si3N4复合材料的致密化和力学性能。因此，利用中温SPS方法，研究Si3N4LiAlSiO4复合材料的制备和性能具有重要意义。二、研究内容1.初步了解Si3N4LiAlSiO4复合材料及其制备方法；2.设计中温SPS制备Si3N4LiAlSiO4复合材料的制备方案；3.采用XRD、SEM等方法对Si3N4LiAlSiO4复合材料的微观结构和成分进行表征；4.测试Si3N4LiAlSiO4复合材料的物理性能、机械性能和热稳定性。三、研究方法1.采用化学合成法制备Si3N4粉末；2.将Si3N4粉末与LiAlSiO4复合粉末混合，并通过球磨机进行均匀混合；3.制备中温SPS工艺制备Si3N4LiAlSiO4复合材料；4.进行XRD、SEM等表征；5.测试Si3N4LiAlSiO4复合材料的物理性能、机械性能和热稳定性。四、预期成果1.成功制备中温SPS法制备致密化Si3N4LiAlSiO4复合材料；2.对Si3N4LiAlSiO4复合材料进行了详细的微观结构和成分表征；3.测试出Si3N4LiAlSiO4复合材料的物理性能、机械性能和热稳定性，为其实际应用提供了基础数据和理论依据。五、研究难点1.Si3N4粉末的制备和粉末混合方法的确定；2.中温SPS制备工艺参数及其优化；3.Si3N4LiAlSiO4复合材料的致密化和力学性能提高机理的探究。六、研究条件1.实验室条件：粉末冶金实验室；2.仪器设备：中温SPS烧结机、球磨机、XRD、SEM等。七、研究时间及计划1.2022年1月~2022年3月：对Si3N4合成方法和LiAlSiO4复合粉末制备方法进行研究，并制备Si3N4LiAlSiO4复合粉末；2.2022年4月~2022年6月：进行中温SPS制备工艺参数研究，并制备Si3N4LiAlSiO4复合材料；3.2022年7月~2022年9月：进行XRD、SEM等表征，测试Si3N4LiAlSiO4复合材料的物理性能、机械性能和热稳定性；4.2022年10月~2022年12月：对实验结果进行分析和总结。八、参考文献1.H.Zhao,etal.SparkplasmasinteringpreparationandpropertiesofSi3N4/LiAlSiO4composites[J].JournalofWuhanUniversityofTechnology-Mater.Sci.Ed,2016,31(6):1224-1228.2.G.Chen,etal.EnhancementofsinteringandmechanicalpropertiesofSi3N4byaddingLiAlSiO4[J].InternationalJournalofAppliedCeramicTechnology,2014,11(2):241-247.3.X.Sun,etal.FabricationandpropertiesofSi3N4/LiAlSiO4composi