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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

本选题的目的是设计不同晶粒尺寸的纳米碳化硅，在保持其高强度，耐腐蚀等优异性能外，能有效的改善其脆性断裂的致命缺陷。这对于推广其在航空，工业，军事方面的应用具有重要的意义。

通常情况下，理想的结构材料应具有高强度、韧性和可成型的特性。高强度以支持高负荷的材料，而延展性和成形性，使其容忍结构缺陷，对灾难性故障有抵抗力，并允许其在超强外力作用下仍能不被破坏受损。。但不幸的是，高强度的材料，如陶瓷，通常是脆性的，几乎零塑性变形。所以，如何在保持高强度优点的同时，有效改善陶瓷材料的韧性，显得尤为重要。

国内外研究现状

先进陶瓷是为了满足科学技术(特别是电子技术、计算机技术、空间技术、海洋工程技术)的迅速发展而发展起来的一种有特殊性能的材料，其中包括功能陶瓷、生物陶瓷、结构陶瓷。结构陶瓷是指具有力学、机械性能和部分热学、化学功能,用于制造机械工程零部件的工程陶瓷。结构陶瓷在先进陶瓷中占有最大比例和重要位置。这类陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐冲刷等一系列优异性能,可以承受金属材料和有机高分子材料难以承受的苛刻工作环境,常常成为许多新兴科学技术得以实现的关键因素。

2. 研究的基本内容

通过查阅资料，了解到结构材料是许多新兴科技工程的关键。而其理想的结构材料在保持高强度的的同时又可以在室温下维持超塑性变形。所以我们专注于对纳米陶瓷材料中的纳米碳化硅这种材料进行研究。

纳米材料的扩散系数比普通材料提高了3个数量级,晶粒尺寸降低了3个数量级,扩散蠕变速率高出1012倍。因此,在较低的温度下,纳米陶瓷材料因其高的扩散蠕变速率可对外应力作出迅速反应,造成晶界方向的平移,从而表现出超塑性,使其韧性大大提高。

不过可能会因为陶瓷超塑性在常温下形变率太小而达不到实际应用要求，所以这个问题我们需要通过将晶粒尺寸降到纳米级来解决。第一步，我们先建构不同晶粒尺寸（2nm, 4nm, 6nm）的纳米碳化硅，构建的晶粒无序排列，更接近真实样品；第二步，分别对这三个样品施以拉伸形变，通过分子动力学的模拟研究其力学性能的改变（拉伸应力，应变）；第三步，总结我们所观察到的现象，并给出理论解释。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1. 1.本论文以不同晶粒尺寸的纳米碳化硅（2nm, 4nm, 6nm）为对象进行研究，应用分子动力学模拟拉伸形变下其力学性能的影响，进一步从理论角度上去理解该研究的物理机理。。

2. 2.进度安排：3.10前完成数据收集，数据整理，并且认真钻研相关文献。

3.20开始进行论文的写作，4月底之前完成。

4. 参考文献

[1]叶建东,陈楷(yejina一dong,。云al)无机材料学(journalofinorgnaiematerials),1995,13(3):257一266.

[2]张凯峰,陈国清,王国峰.陶瓷材料超塑性研究进展[j].无机材料学报,2003,18(4):705 -715.

[3]宋玉泉，徐进，胡萍，杨正海.结构陶瓷的超塑性。吉林大学学报，1671-5497（2005）03-0225-018.