TiB2C-BN纳米多层膜界面结构与性质的第一性原理研究的开题报告.docx

TiB2C-BN纳米多层膜界面结构与性质的第一性原理研究的开题报告

一、研究背景

纳米多层膜由于其在电子、热、力学性能等方面的独特性质而备受关注。其中，二元化合物TiB2与Bornitride（BN）由于具有较高的硬度、耐磨性等优异性能，被广泛应用于机械工程、航空航天及能源等领域。二元化合物TiB2和Bornitride（BN）的纳米多层膜具有优异的机械、化学稳定性，热稳定性和导电性。TiB2/C-BN多层膜既兼顾了二元化合物TiB2的高硬度和Bornitride（BN）的化学稳定性、光学性和导电性能。该多层膜的高机械性能和高耐磨性能对超硬刀具、防切割材料和摩擦学元件的研究都具有非常重要的意义。

在这个背景下，本次研究旨在从第一性原理的角度出发，通过计算模拟的方式研究TiB2C-BN纳米多层膜的界面结构和性质。本研究可为多层膜的设计和制备提供理论指导，也推进了多层膜在陶瓷、复合材料等方面的开发应用。

二、研究内容

本次研究将从以下方面入手进行探究:

1.TiB2C-BN纳米多层膜的制备方法：选择多种制备方法，包括物理气相沉积法（PVD）、化学气相沉积法（CVD）和蒸发沉积法（EV）等方法进行多层膜的制备，对多层膜的制备效果、性能影响等因素进行研究。

2.多层膜界面结构研究：通过第一性原理计算模拟，探究TiB2C-BN多层膜的界面结构、晶格相容性以及相互作用强度等方面的性质。

3.多层膜性能研究：利用第一性原理计算方法，研究TiB2C-BN多层膜的热稳定性、机械性能、导电性能等关键性质。

4.结果分析和展望：对TiB2C-BN多层膜的制备方法和性能进行分析、总结和归纳，对多层膜在未来的应用和发展前景进行展望。

三、研究意义

1.研究TiB2C-BN多层膜的制备方法和界面结构，为多层膜的设计和制备提供了重要的理论指导。

2.研究TiB2C-BN多层膜的性能，对于推动多层膜在各个领域的应用和发展具有重要的意义。

3.通过研究，可以拓宽纳米多层膜的研究范围，为纳米材料研究提供重要的参考和数据。

四、研究方法

本次研究采用第一性原理计算模拟方法，通过VASP软件包在DFT框架下，利用PW91-GGA近似和平面波基组对TiB2C-BN多层膜的界面结构和性质进行计算模拟。其中，主要涉及到的计算模拟内容有：

1.TiB2C-BN多层膜的晶格参数、基态能量等物理性质的计算。

2.TiB2C-BN多层膜的晶格相容性和界面稳定性的计算。

3.TiB2C-BN多层膜的机械性能、导电性能、热稳定性和化学稳定性的计算。

五、研究进度

目前，本研究已完成了TiB2和BN单层晶格和基态能量的计算模拟工作。接下来，将进行TiB2C-BN多层膜的制备方法和界面结构研究，拟在未来半年内完成多层膜的性能研究和结果分析。预计在一年内完成整个研究任务，并得出科学、客观的结论。