铍铝合金表面微弧氧化膜的制备及微观组织结构调控机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    21908210
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    何世雄
  • 依托单位：
    中国工程物理研究院材料研究所
  • 学科分类：
    B0805.过程强化与化工装备
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Beryllium-aluminium alloy is a promising candidate material in nuclear industry, aviation, aerospace and other cutting-edge fields. The oxide ceramic film which is prepared by micro-arc oxidation can be used to improve the corrosion resistance of the matrix beryllium-aluminium alloy. Although there are many mature studies and understandings about the preparation of micro-arc oxidation ceramic film on the surface of valve metal, there are few reports on micro-arc oxidation of beryllium-aluminium alloy. In this project, the high-throughput electrochemical method is going to be used to design and optimize the basic electrolyte for micro-arc oxidation of beryllium-aluminium alloy. The effect mechanism of additives and electrical parameters on the structure of the film is going to be studied. The competitive growth characteristics of beryllium oxide and alumina is going to be clarified, and the regulation mechanism of the micro-structure of the film is going to be explained. Besides, the corresponding relationship between the micro-structure of the film and the corrosion resistance will be revealed. On this basis, the micro-arc oxidation process will be further optimized, resulting the development of micro-arc oxidation technology on beryllium-aluminium alloy. The research results can not only provide ideas for the design of micro-arc oxidation electrolyte for multiphase composite materials, but also enrich the existing micro-arc oxidation theory and provide a theoretical foundation and technical support for the preparation technology of corrosion-resistant oxide film on beryllium-aluminium alloy.
铍铝合金在核工业、航空、航天等尖端领域具有重要潜在应用价值。采用微弧氧化技术在铍铝合金表面制备氧化物陶瓷膜，可望显著提升其的抗腐蚀性能，确保服役稳定性。虽然已经有很多关于在阀金属表面制备微弧氧化陶瓷膜对基体进行防护的成熟研究和认识，但针对铍铝合金微弧氧化的研究报道非常少。本项目拟采用高通量电化学实验方法完成对铍铝合金微弧氧化基础电解液的科学设计与优化；研究添加剂、电参数对膜层结构的影响作用机制，明晰双相铍铝合金微弧氧化膜的竞争生长特性，阐明膜层微观组织结构调控机制；探明膜层微观组织结构与抗腐蚀性能的对应关系；进一步优化微弧氧化工艺，开发出耐蚀铍铝合金微弧氧化陶瓷膜制备技术。研究结果不但能为多相复合材料微弧氧化电解液的设计方法提供思路，还能丰富现有微弧氧化理论，为铍铝合金耐蚀氧化膜制备技术奠定理论基础和技术支撑。

结项摘要

铍铝合金结合了金属铍和金属铝的优良特性，在航空、航天、电子器件等尖端领域具有重要潜在应用价值。针对铍铝合金腐蚀问题，本项目开展铍铝合金微弧氧化膜制备技术及膜层结构调控研究。由于铍铝合金本质为铍和铝的双相金属基复合材料，本课题提出采用高通量电化学实验方法对铍和铝的氧化特性进行研究，从而实现铍铝合金微弧氧化基础电解液配方设计，再通过添加剂、电参数优化实现膜层结构的调控。研究过程中首先选择NaOH、Na2SiO3、NaAlO2、Na2CO3等多种常用金属易钝化电解液分别研究铍、铝和铍铝合金的阳极极化行为，通过极化曲线分析并综合溶液稳定性、起弧电压等因素，确定了基础电解液；然后，使用双极性脉冲电源，对影响膜层结构的电参数进行了优化讨论，大幅减少了氧化膜中的开放孔洞；最后，在前期氧化膜制备经验基础上，采用正交实验分析讨论了多种添加剂对微弧氧化膜厚度和耐蚀性的影响，获得了优化添加剂配方。研究采用SEM、XRD、TEM等多种手段对膜层结构进行了精细表征，探讨了基体材料原始组织对膜层缺陷的影响规律。通过本项目研究，在铍铝合金表面制备了由致密层和多孔层组成双层结构的微弧氧化膜，优化工艺制备的微弧氧化膜通过了380h中性盐雾试验，并在某大尺寸铍铝合金件上实现了微弧氧化处理，具有良好的应用前景。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
The etching of low energy argon ion beam on Be
低能氩离子束对Be的刻蚀
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Rare Metal Materials and Engineering
  • 影响因子：
    0.7
  • 作者：
    Liao Yichuan;Su Bin;Fa Tao;Yin Anyi;Lu Chao
  • 通讯作者：
    Lu Chao
Kinetics of Isothermal Transformation of U-2Nb Alloy
U-2Nb合金的等温转变动力学
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Rare Metal Materials and Engineering
  • 影响因子：
    0.7
  • 作者：
    Yin Jiaqing;Cui Shushan;Mo Wenlin;Rui Keqiang;He Shixiong;Chen Dong;Mo Chuan;Fa Tao
  • 通讯作者：
    Fa Tao

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其他文献

雾霾背景下的城市化与空气质量协调发展的空间分析——以中国283个城市为例
  • DOI：
    10.13869/j.cnki.rswc.2018.06.044
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    水土保持研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    姜磊;周海峰;何世雄;叶密;柏玲
  • 通讯作者：
    柏玲
中国二氧化硫污染治理分析:基于卫星观测数据和空间计量模型的实证
  • DOI：
    10.13671/j.hjkxxb.2020.0475
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    环境科学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    姜磊;何世雄;崔远政
  • 通讯作者：
    崔远政
基于空间计量模型的氮氧化物排放驱动因素分析:基于卫星观测数据
  • DOI：
    10.13249/j.cnki.sgs.2020.03.004
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    地理科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    姜磊;何世雄;崔远政
  • 通讯作者：
    崔远政
Revisiting environmental kuznets curve for carbon dioxide emissions: The role of trade
重新审视二氧化碳排放的环境库兹涅茨曲线：贸易的作用
  • DOI：
    10.1016/j.strueco.2019.07.004
  • 发表时间：
    2019-09
  • 期刊：
    Structural Change and Economic Dynamics
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    姜磊;何世雄;钟章奇;周海峰;何凌云
  • 通讯作者：
    何凌云

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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