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KN与KLN陶瓷及其薄膜的制备、结构调控与性能研究的开题报告

一、研究背景

具有高温力学性能和尺寸稳定性的新型陶瓷材料在航空、能源等领域有着广泛的应用前景。钾钙钛矿结构氧化物具有优异的力学性能和高温稳定性，近年来备受关注。其中，KN和KLN是两种典型的钾钙钛矿结构氧化物。KLN在锂离子电池、催化剂和光催化剂中有着广泛的应用。此外，KLN的薄膜材料也具有优异的电学性能和光学性能。因此，开展KN和KLN陶瓷的制备、结构调控与性能研究具有重要的科学意义和实际应用价值。

二、研究内容

本课题旨在采用化学沉积法等制备KN和KLN陶瓷及其薄膜，并通过结构调控实现对其力学、电学和光学性能的调控，具体包括以下研究内容：

1.采用化学沉积法制备KN和KLN陶瓷材料，并对其物相、微观结构和力学性能进行表征。

2.采用物理气相沉积法、溶胶-凝胶法等方法制备KN和KLN薄膜，并对其结构、组分和电学、光学性能进行表征。

3.通过结构调控手段实现对KN和KLN材料力学性能的调控，包括晶格畸变、应变工程以及掺杂等方法，同时研究结构调控对力学性能的影响机制。

4.通过掺杂等方法实现对KN和KLN材料的电学和光学性能的调控，包括载流子浓度、能带结构等方面。

三、研究意义

1.对KN和KLN陶瓷材料及其薄膜的制备和表征进行系统的研究，为其在航空、能源、电子等领域的应用提供有力的技术支撑。

2.通过结构调控手段实现对KN和KLN材料力学、电学和光学性能的调控，为其在新型催化剂、传感器、新型电池等领域的应用提供科学和可行的技术方案。

3.解析KN和KLN材料结构与性能之间的关系，深入探究其力学、电学和光学性能调控机制，并为其在下一代高性能材料设计和制备中提供有益的经验和借鉴。