原位合成h-BN增强B4C陶瓷研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

碳化硼(b4c)陶瓷作为一种重要的非氧化物结构陶瓷材料，具有高硬度、低密度、高熔点、高化学稳定性、良好的中子吸收能力等优异性能，在耐磨材料、切削工具、防弹装甲、核反应堆控制材料等领域具有广泛的应用前景。

然而，b4c陶瓷本征脆性和断裂韧性低等缺点限制了其进一步推广应用。

为了改善b4c陶瓷的力学性能，通常采用添加增强相的方法来提高其强度和韧性。

2. 本选题国内外研究状况综述

h-bn增强b4c陶瓷复合材料的研究近年来受到广泛关注，国内外学者在h-bn的制备方法、h-bn增强b4c陶瓷的制备工艺、微观结构和性能表征等方面开展了大量的研究工作，并取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

国内学者在h-bn增强b4c陶瓷的研究方面取得了一定的进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

(1)采用原位合成法制备h-bn增强b4c陶瓷，探究不同制备工艺参数对h-bn形成、形貌和分布的影响规律。

(2)系统研究h-bn增强b4c陶瓷的微观结构、力学性能和热学性能，分析h-bn的增强机制，揭示h-bn含量、形貌和分布与b4c陶瓷性能之间的关系。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用以下方法和步骤开展研究工作：（1）实验方案设计：-确定研究目标、内容和技术路线；-查阅相关文献，了解国内外研究现状；-制定详细的实验方案，包括实验材料、实验方法、实验步骤、数据分析方法等。

（2）实验材料制备：-购买实验所需原料，并进行必要的预处理；-采用原位合成法制备h-bn增强b4c陶瓷材料，并控制不同的制备工艺参数，如反应温度、反应时间、原料配比等；-对制备的样品进行必要的加工处理，如切割、抛光等。

（3）性能测试与表征：-利用x射线衍射仪(xrd)、扫描电子显微镜(sem)、透射电子显微镜(tem)等对h-bn增强b4c陶瓷的物相组成、微观结构、元素分布等进行表征分析；-利用维氏硬度计、万能试验机、热膨胀仪、导热系数测试仪等对h-bn增强b4c陶瓷的硬度、断裂韧性、抗弯强度、热膨胀系数、导热系数等进行测试分析。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：(1)原位合成h-bn增强b4c陶瓷：-不同于传统的粉末冶金法，本研究采用原位合成法制备h-bn增强b4c陶瓷，可以有效避免h-bn的团聚和分布不均匀等问题，提高h-bn与b4c基体之间的界面结合强度，从而改善b4c陶瓷的力学性能和热学性能。

(2)系统研究h-bn的形成机制和增强机制：-通过xrd、sem、tem等表征手段，系统研究h-bn的形成过程、形貌演变以及与b4c基体之间的界面结合状态，揭示h-bn对b4c陶瓷性能的影响机制，为h-bn增强b4c陶瓷的制备和性能优化提供理论依据。

(3)优化h-bn增强b4c陶瓷的制备工艺：-通过研究不同制备工艺参数对h-bn增强b4c陶瓷性能的影响规律，结合理论分析和实验结果，优化h-bn增强b4c陶瓷的制备工艺，获得力学性能和热学性能优异的h-bn/b4c复合材料，为其在相关领域的应用提供技术支持。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘畅，贺志荣，田春雨，等.h-bn/b4c复合陶瓷的制备及性能研究[j].宇航材料工艺，2021,51(04):35-40.

[2] 郝宁，李贺军，李东林，等.zrb2改性h-bn/b4c复合陶瓷的烧结及性能[j].稀有金属材料与工程，2017,46(05):1451-1456.

[3] 刘洋，王浩，周凯，等.热压烧结h-bn/b4c复合陶瓷的制备及性能[j].宇航材料工艺，2020,50(02):54-60.