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1、山东大学2001级材料学博士研究生开题报告,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,山东大学2001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,2.研究现状,3.研究方法和研究内容,4.技术路线,5.创新点,6.可行性 分析,7.论文进展安排,山东大学2001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,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,山东大学2001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,1.陶
2、瓷基复合材料的性能及特点,山东大学2001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,2.实验研究的局限性,山东大学2001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,山东大学2001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,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,山东大学2001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,二.研究现状,1.复合材料界面增强增韧的理论研究,复合材料界面
3、能的预测,山东大学2001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,二.研究现状,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,山东大学2001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,二.研究现状,表面化学理论,应力腐蚀理论,阳离子-空位扩散理论,山东大学2001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,二.氧化锆陶瓷的研究现状,1.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,山东大学2001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,二.氧化锆陶瓷
4、的研究现状,2.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,山东大学2001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,二.氧化锆陶瓷的研究现状,2.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,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。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。3 郑秀华研究认为相变过程不仅存在氧离子-空位扩散，而且还可能有阳离子-空位扩散，掺杂导致Zr-O配位
5、层中空位数目的减少，从而降低了四方相的稳定性。4 最近罗曼光谱对氧化锆表面吸附SO42-和Y2O3稳定的氧化锆研究表明，t-m相变开始于表面并逐渐到体内，SO42-表面酸化的氧化锆在600度还几乎没发生相变，Y2O3稳定的氧化锆在800度尽管表面发生了相变，但体内氧化锆体内仍保持四方相。,山东大学2001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,二.研究现状,3.存在问题,山东大学2001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,三.研究内容和方法,1.建立合适模型,2.计算,山东大学2001级材料学博士研究生开题报告,陶瓷基复合材料微观结构
6、及特性的理论研究,三.研究内容和方法,1.建立合适模型,2.计算,山东大学2001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,三.研究内容和方法,1.建立合适模型,2.计算,山东大学2001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,四.技术路线,建立和优选氧化锆等材料的晶胞、团簇和缺陷模型,空位和离子扩散的动力学计算,对照实验结果和理论结果,指导确立最佳模型和添加剂,氧化锆相变机制综合分析,1.统一ZrO2陶瓷相变机制并建立其相变动力学数据2.建立ZrO2复相陶瓷微观结构与性能的关系,调整所选取模型,不同添加剂对界面结合强度的影响计算,典型试样
7、微观检测和力学性能测试,山东大学2001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,五.本课题的创新点,国内外尚无对氧化锆相变机制开展系统的动力学研究。本课题首次对氧化锆相变机制开展系统的动力学研究，从动力学上解释其相变机制的内在原因,从理论与实验上首次对Fe3Al增韧增强ZrO2陶瓷的机制进行研究。,山东大学2001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,六.课题可行性分析,1.现阶段进展,ZrO2晶胞(红球氧，灰球锆，下同),ZrO2团簇,山东大学2001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,六.课题可行性分
8、析,1.现阶段进展,ZrO2（100）表面侧看，顶部看,山东大学2001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,六.课题可行性分析,1.现阶段进展,ZrO2晶胞（110）表面,ZrO2晶胞（111）表面,山东大学2001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,六.课题可行性分析,1.现阶段进展,RO-Zr=0.214 nm(0.219)RZr-Zr=0.283 nm(0.359),山东大学2001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,六.课题可行性分析,2.现在拥有一台高配置的计算机和计算所需的相关软件（Ga
9、ussian 98,Hyperchem,Mopac）.,3.本实验室可以提供相关的实验结果和样品的微观界面分析，相关研究经验可以借鉴.,4.导师具有扎实的理论基础，使用EET理论作过大量 的理论研究.,山东大学2001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,七.课题研究进度安排,2002.112002.12 优选模型,熟悉计算操作 2003.012002.04 对氧化锆相变机制模拟计算 2003.052003.11 结合实验结果计算分析不同添加剂对ZrO2陶 瓷的增韧增强的机理 2003.122004.04 典型试样检测、验证理论结果、增补计算、论文撰写 2004.05 2002.06 准备论文答辩,感谢各位老师和同学的光临指导,
