透明陶瓷纳米化增韧及塑性变形机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11802042
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    30.0万
  • 负责人：
    王皓民
  • 依托单位：
    成都大学
  • 学科分类：
    A0812.实验固体力学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Transparent ceramic as an optical-functional material has inherent brittleness which greatly affects the stability, reliability and operating limit of transparent ceramic devices. However, traditional toughening methods are not suitable for transparent ceramic. It is important to develop a toughening method for transparent ceramic. Current project aims at the toughening mechanism and plastic deformation mechanism of nancrystalline transparent ceramic. Firstly, the alcohol-water coprecipitation method and super high pressure sintering technology will be used to prepare nanocrystalline transparent ceramic. During the sintering process the grain growth will be restrained by controlling sintering temperature and pressure. The toughness of nanocrystalline transparent ceramic will be evaluated by indentation method. The in-situ microtest will be used for investigating the crack propagation behavior of nanocrystalline transparent ceramic. Meanwhile, the toughening mechanism will also be investigated. The microstructure of the plastic deformation zone of nanocrystalline transparent ceramic will be analyzed based on nanoindentation and transmission electron microscope. And then the plastic deformation behavior and mechanism of nanocrystalline transparent ceramic will also be revealed. Current project will provide the experimental and theoretical guidance to improve the brittleness of transparent ceramic material.
透明陶瓷作为一种光功能材料，它固有的脆性极大的影响了透明陶瓷器件的稳定性、可靠性和工作极限。然而，传统陶瓷增韧技术都不适用于透明陶瓷。故急需发展一种适宜透明陶瓷的增韧方法。本项目拟开展透明陶瓷纳米化增韧及塑性变形机理的研究。首先利用醇水共沉淀法结合超高压烧结技术，通过调控烧结温度和压力，抑制晶粒生长，实现透明陶瓷烧结体的致密化和纳米化。随后利用压痕法对纳米透明陶瓷的增韧效果进行评价，并利用原位显微微力试验系统对纳米透明陶瓷的裂纹扩展行为进行研究，揭示透明陶瓷纳米化增韧机制。基于纳米压痕和透射电子显微镜技术，对纳米透明陶瓷纳米压痕塑性变形区微观结构进行解析，研究纳米透明陶瓷塑性变形行为，揭示纳米透明陶瓷塑性变形机理。最终为改善透明陶瓷脆性，实现透明陶瓷的强韧化提供坚实的实验和理论依据。

结项摘要

利用超高压低温烧结技术成功制备了平均晶粒尺寸仅为7.8 nm的完全致密纳米晶锆酸钆（GZO）透明陶瓷。采用压痕法对纳米晶和粗晶GZO透明陶瓷的断裂韧性进行对比测试，随后利用原位微柱压缩试验对纳米晶GZO透明陶瓷微柱的压缩性能及塑性变形行为进行了研究。结果表明：（1）纳米晶GZO透明陶瓷的断裂韧性提高近2倍，其增韧机制主要由裂纹扩展的偏转效应及裂纹尖端孔洞效应导致；（2）GZO陶瓷微柱展现出了可与金属相媲美的塑性变形能力，最大压缩应变可达~17%，其变形机制任然由位错滑移主导。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Light scattering by composition inhomogeneity and residual pores in LiAlON solid solution transparent ceramics
LiAlON固溶体透明陶瓷中成分不均匀性和残留孔隙造成的光散射
  • DOI：
    10.1016/j.ceramint.2019.07.002
  • 发表时间：
    2019-11
  • 期刊：
    Ceramics International
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Yuezhong Wang;Rongshi Zhang;Jiahuan He;Meng Tian;Tong Zhang;Peng Shang;Jianqi Qi;Haomin Wang
  • 通讯作者：
    Haomin Wang
Densifications and mechanical properties of single-phase Gd2Zr2O7 ceramic waste forms with improved TRPO waste load
改善 TRPO 废物负荷的单相 Gd2Zr2O7 陶瓷废物形式的致密化和机械性能
  • DOI：
    10.1016/j.jeurceramsoc.2020.05.024
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of the European Ceramic Society
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Huang Zhangyi;Li Qiuyao;Zhang Yutong;Duan Junjing;Wang Haomin;Tang Zhe;Yang Yao;Qi Jianqi;Lu Tiecheng
  • 通讯作者：
    Lu Tiecheng
A new method for the preparation of transparent Y2O3 nanocrystalline ceramic with an average grain size of 20 nm
平均晶粒尺寸20 nm透明Y2O3纳米晶陶瓷的制备新方法
  • DOI：
    10.1016/j.scriptamat.2020.02.044
  • 发表时间：
    2020-06-01
  • 期刊：
    SCRIPTA MATERIALIA
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    Huang, Zhangyi;Deng, Jirui;Lu, Tiecheng
  • 通讯作者：
    Lu, Tiecheng
A contrast of carbothermal reduction synthesis of MgAlON and AlON powders for transparent ceramics
碳热还原合成透明陶瓷用 MgAlON 和 AlON 粉末的对比
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2019.03.387
  • 发表时间：
    2019-06-30
  • 期刊：
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Chen, Qingyun;Wang, Yuezhong;Wang, Haomin
  • 通讯作者：
    Wang, Haomin
Stress-strain relationship of translucent nanocrystalline Gadolinium Zirconate ceramic with grain size below 10 nm using nanoindentation
使用纳米压痕法研究晶粒尺寸小于10 nm的半透明纳米晶锆酸钆陶瓷的应力-应变关系
  • DOI：
    10.1016/j.ceramint.2019.12.029
  • 发表时间：
    2020-03
  • 期刊：
    Ceramics International
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Wang Haomin;Huang Zhangyi;Deng Jirui;He Duanwei;Qi Jianqi;Lu Tiecheng;Wang Qingyuan
  • 通讯作者：
    Wang Qingyuan

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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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