基于铁犁木的仿生材料制备及其摩擦磨损性能研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着科学技术的快速发展，材料科学领域不断涌现出新的研究方向，仿生材料因其独特的结构和优异的性能备受关注。

铁犁木作为一种天然木材，具有优异的力学性能和耐磨性，其独特的层状结构和表面纹理为仿生材料的设计提供了灵感。

本研究旨在以铁犁木为模板，制备具有优异摩擦学性能的仿生材料，并探究其摩擦磨损机理，为新型耐磨材料的设计和开发提供理论依据和技术支持。

2. 本选题国内外研究状况综述

仿生材料的研究近年来发展迅速，国内外学者在该领域取得了一系列成果，以下将从国内外研究现状两个方面进行综述：

1. 国内研究现状

国内学者在仿生材料领域的研究起步较晚，但近年来发展迅速，取得了一些可喜的成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究的主要内容包括：
1.对铁犁木进行全面分析，包括其宏观形貌观察、微观结构表征、力学性能测试以及摩擦磨损性能测试，分析其优异摩擦学性能的原因。

2.选择合适的基体材料和增强体材料，并结合铁犁木的结构特点，设计并制备仿生复合材料，并对其进行微观结构、力学性能和摩擦学性能的表征。

3.通过控制变量法研究不同因素对仿生材料摩擦磨损性能的影响，例如载荷、速度、温度等，并分析其影响规律。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用以下方法和步骤进行：
1.材料准备：选取优质铁犁木作为研究对象，并收集相关文献资料，了解其生物学特性、力学性能和摩擦学性能等方面的研究现状。

2.结构表征与性能测试：利用扫描电子显微镜(sem)、x射线衍射仪(xrd)等对铁犁木进行微观结构表征；利用万能材料试验机、纳米压痕仪等对铁犁木进行力学性能测试；利用球盘摩擦磨损试验机等对铁犁木进行摩擦磨损性能测试。

3.仿生材料制备：根据铁犁木的结构特点，选择合适的基体材料和增强体材料，设计并制备仿生复合材料。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.首次以铁犁木为生物模板，设计并制备仿生复合材料，拓展了仿生材料的研究领域。

2.将铁犁木的独特结构与现代材料制备技术相结合，为新型耐磨材料的设计提供新的思路。

3.通过对仿生材料摩擦磨损机理的深入研究，为提高材料的耐磨性能提供理论依据。

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] 王永岗, 孙涛, 薛群虎, 等. 仿生摩擦学研究进展[j]. 摩擦学学报, 2018, 38(1): 1-16.

[2] 谢丽娜, 张以, 薛龙建, 等. 仿生摩擦学: 从自然到工程应用[j]. 中国科学: 技术科学, 2021, 51(11): 1339-1360.

[3] 刘维民, 陈云飞, 张志昆. 仿生材料摩擦学研究现状与发展趋势[j]. 材料工程, 2017, 45(10): 1-15.