FESEM制备高频正交光栅新方法及在复合材料跨尺度力学性能测试的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11762013
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    45.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0812.实验固体力学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Cross gratings have been an effective carrier for electron beam moiré method, grid method and geometric phase analysis method to measure deformation. The deformation measurement sensitivity is directly proportional to the grating frequency, and the measurement accuracy is strongly affected by the grating quality. Thus,it is crucial to produce high-quality high-frequency cross gratings conveniently and efficiently on the sample surface that is to be measured. In this project, based on the raster-scanning process of the common field emission scanning electron microscopy (FESEM), an efficient method for preparing with frequency greater than 10,000 lines / mm and high quality cross gratings will be proposed. It will provide a practical and effective technology to fabricate cross gratings for experimental mechanics method to measure the deformation. And the fabricated cross gratings will be applied to measure the residual stress of the interface and the interlayer of the carbon fiber reinforced resin matrix composites. The strain distribution near the interface and the interlayer, the strain field around the defects and the strain concentration around the fracture fiber for composite laminates will be tested using electron beam moiré method combining geometric phase analysis method under the load. These studies will provide an effective tool for characterizing the cross-scale properties of the composite.
正交光栅是电子束云纹法、网格法以及几何相位分析法等测量变形的有效载体,其频率和质量直接影响测试结果的灵敏度和精度。因此在试样表面方便、高效制备出高质量的高频正交光栅已成为变形测试的关键。本项目基于普通场发射扫描电子显微镜(FESEM)的栅格式扫描成像过程,拟提出一种高效制备频率大于10,000线/mm,高质量正交光栅的FESEM栅格扫描制栅方法。为实验力学位移测量提供实用、有效的制栅技术。并拟将其应用到电子束云纹法和几何相位分析法中,“跨尺度”研究碳纤维增强树脂基复合材料界面和层间细纳观残余应力分布以及宏观载荷作用下界面和层间的应变分布、缺陷周围应变场、以及纤维断裂引起的应变集中等测试中,为复合材料细纳观力学性能“跨尺度”表征提供有效的工具。

结项摘要

正交光栅是电子束云纹法、网格法以及几何相位分析法等测量变形的有效载体。本项目对制备正交光栅的电子束感光胶细观力学性能以及与基体的结合强度进行系统研究,得到了不同固化温度下,不同厚度感光胶的硬度、模量以及与基底的结合强度的变化规律,为精确制备微纳米结构以及防止显影、定影过程中感光胶脱落提供理论依据。并基于普通场发射扫描电子显微镜(FESEM)的栅格式扫描成像过程,提出了高效制备频率为10000线/mm高质量正交光栅的FESEM栅格扫描制栅法,对其在Si基体制备高频光栅的曝光参数以及光栅质量进行了研究。同时利用该方法在复合材料以及不锈钢表面成功制备了不同频率的正交光栅,同时结合电子束云纹技术以及几何相位分析技术系统研究了碳纤维增强树脂基复合材料不同纤维铺层内界面纳米尺度下的残余应力分布规律以及SiC纤维增强Ti基复合材料界面强度、摩擦应力、摩擦系数以及界面残余应力分布等。同时将该方法应用于不锈钢冲击后细观变形场研究中,得到了冲击位置不同方向的残余塑性应变分布规律并与有限元模拟结果符合较好。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
激光选区熔化Ti-6Al-4V合金纳米压痕尺寸效应分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    有色金属工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田宪会;杨诗婷;董广辉;姜爱峰;郎风超;李继军
  • 通讯作者:
    李继军
Determination of the Mechanical Properties of PIN-PMN-PT Bulk Single Crystals by Nanoindentation
纳米压痕法测定 PIN–PMN–PT 块状单晶的机械性能
  • DOI:
    10.3390/cryst10010028
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Crystals
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Zhang Weiguang;Li Jijun;Xing Yongming;Lang Fengchao;Zhao Chunwang;Hou Xiaohu;Yang Shiting;Xu Guisheng
  • 通讯作者:
    Xu Guisheng
Determination of the interfacial properties of carbon fiber reinforced polymers using nanoindentation
使用纳米压痕测定碳纤维增强聚合物的界面性能
  • DOI:
    10.1177/07316844211063571
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Journal of Reinforced Plastics and Composites
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    朱静;郎风超;王时雨;李卓;邢永明
  • 通讯作者:
    邢永明
碳纤维增强树脂复合材料细观蠕变性能
  • DOI:
    10.13801/j.cnki.fhclxb.20191118.001
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    复合材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李云芳;潘俊臣;郎风超;杨诗婷;姜爱峰;李继军
  • 通讯作者:
    李继军
Experimental Investigation of Crack Propagation and Strain Fields Evolution around a Crack Tip in 5A05 Aluminum Alloy
5A05铝合金裂纹扩展及裂纹尖端周围应变场演化的实验研究
  • DOI:
    10.3390/met8090685
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Metals
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Li Jijun;Li Wencai;Zhao Chunwang;Xing Yongming;Lang Fengchao;Hou Xiaohu
  • 通讯作者:
    Hou Xiaohu

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其他文献

薄膜厚度对Si基SiO2薄膜力学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    机械科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    聂晓梦;李继军;郎风超;张伟光;赵春旺;邢永明
  • 通讯作者:
    邢永明
铁电单晶断裂行为的实验研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    功能材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李继军;贾晓丹;郎风超;赵春旺;燕兰;邢永明;杨连祥
  • 通讯作者:
    杨连祥
应用纳米压痕技术研究表面纳米化后316L不锈钢力学性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邢永明;朱静;郎风超
  • 通讯作者:
    郎风超
单纤维树脂基复合材料界面热残余应力研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵燕茹;邢永明;雷振坤;郎风超
  • 通讯作者:
    郎风超
力、热载荷作用下纤维在复合材料中的界面应力传递行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    复合材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郎风超;雷振坤;赵燕茹;邢永明
  • 通讯作者:
    邢永明

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郎风超的其他基金

基于电子束云纹法的3D打印连续碳纤维复合材料原位损伤与疲劳研究
  • 批准号:
    12362017
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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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

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          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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