C/C复合材料在热力环境下的阻尼行为与损伤表征

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51402024
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    孙国栋
  • 依托单位：
    长安大学
  • 学科分类：
    E0205.无机非金属基复合材料
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

C/C composite is one of the most potential advanced thermo-structure materials in fields of aeronautics, astronautics and braking. Performance evolution and damage characterization of C/C composites in service environments is one of the most essential research issues for applications. Damping is not only an important performance for the materials in the application of vibration, shock and noise environments, but also an important means for investigating microstructure evolution. This research project presents a systematic investigation on the evolution and mechanisms of damping behavior and microstructure damage of C/C composites in thermodynamic environments by factor analysis method. The damage controlling factor and the mechanism of coupling factors will be confirmed. A damage model of C/C composites will be established to reveal mechanisms of damping and microstructure damage in thermodynamic environments, and characterization relationship of damping behavior and microstructure damage will be obtained. A failure model of C/C composites in thermodynamic environments will be established by investigating the relationship of damping behavior and mechanical properties in the same damage mode, to predict mechanical properties of C/C composites damaged in thermodynamic environments. The project will provide theoretical references for reliability prediction and provide a new characterization method for investigation on microstructure evolution of C/C composites in typical service environments.
C/C复合材料是航空、航天、刹车等领域最具发展潜力的先进热结构材料之一，其最核心的应用基础课题之一是服役环境中的性能演变和损伤表征。阻尼不仅是评价和衡量材料在振动环境中应用的重要指标之一，而且是研究材料在服役过程中微观结构变化的重要表征手段。本项目拟采用因素分析法系统研究热力环境对C/C复合材料阻尼行为和微结构损伤的影响规律和机理，确定损伤控制因素及各因素耦合作用机理，建立C/C复合材料热力环境下的损伤模型，揭示其在热力环境下的损伤机制和阻尼机理，建立起C/C复合材料阻尼行为与微结构损伤之间的表征关系；并通过研究热力损伤后C/C复合材料阻尼行为演变与力学性能之间的关系，建立热力环境下C/C复合材料的失效模型，实现对热力损伤后C/C复合材料的力学性能预测。本项目研究成果可为C/C复合材料在热力环境下结构损伤的演变提供新的表征方法，并将为C/C复合材料在服役环境下的可靠性预测奠定基础。

结项摘要

C/C复合材料具有密度低、耐高温、抗烧蚀等优异性能，作为一种发展潜能非常高的高温热结构材料，被广泛应用于航空、航天、军事等高技术领域。为了掌握其在服役过程中因严酷的热力循环和交变载荷而产生的力学、结构等性能的演变规律，本项目系统研究了热力环境中温度和疲劳载荷对C/C复合材料微结构、阻尼行为及力学性能的影响规律，揭示了单一因素及多因素耦合影响机理，明确了微结构变化及阻尼行为和力学性能演变之间的关系。获得的主要研究成果如下：.（1）高温热处理引起的C/C复合材料微结构变化对阻尼行为和力学性能具有相反的影响效果。随着热处理温度的升高，C/C复合材料石墨化程度逐渐提高，碳基体的片层结构增多，同时纤维/基体界面结合强度降低，有利于增加纤维/基体脱粘的区域。这些微结构变化对C/C复合材料的阻尼性能均产生有利影响。因此，C/C复合材料阻尼性能随热处理温度的升高逐渐增大。然而，C/C复合材料的抗弯强度随着热处理温度的提高逐渐降低。.（2）疲劳引起的C/C复合材料微结构变化对阻尼行为和力学性能具有相似的影响效果。在拉拉疲劳过程中，无论是在不同加载应力水平下，还是在不同加载循环次数下，C/C复合材料均表现出阻尼性能增强的现象。这是因为疲劳损伤会使纤维/基体的强界面结合变为弱界面结合，有利于产生纤维脱粘、拔出以及界面滑移，从而使C/C复合材料阻尼性能得到提高。同样地，C/C复合材料的弯曲强度在疲劳加载后均出现疲劳强化的现象。.（3）高温疲劳耦合作用下，C/C复合材料阻尼性能随热处理温度和疲劳加载次数的增高表现为增大趋势。而C/C复合材料的弯曲性能均较原始状态高，随加载循环次数的升高呈先增大后降低的规律。因此，在高温疲劳耦合作用下，疲劳对C/C复合材料弯曲性能起主导影响作用，而其阻尼性能则由高温和疲劳共同决定。

项目成果

期刊论文数量（16）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Effects of Oxygen Vacancy on the Electronic Structure of Cubic LaAlO3
氧空位对立方LaAlO3电子结构的影响
  • DOI：
    10.1016/s1875-5372(15)30074-6
  • 发表时间：
    2015-05
  • 期刊：
    Rare Metal Materials and Engineering
  • 影响因子：
    0.7
  • 作者：
    Sun Guodong;Li Hui;Deng Juanli;Zhang Wenxue;Zhao Hongyan;Lv Lu
  • 通讯作者：
    Lv Lu
Ag_3PO_4/MoS_2纳米片复合催化剂制备及可见光催化性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    无机化学学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    阎鑫;惠小艳;高强;余高杰;莫云城;叶梓萌;李俊春;马梓译;孙国栋
  • 通讯作者：
    孙国栋
SiC涂层制备工艺对C/C复合材料微观结构及性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    固体火箭技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孙国栋;李辉;邓娟利
  • 通讯作者：
    邓娟利
Adsorption of gas molecules on armchair AlN nanoribbons with a dangling bond defect by using density functional theory
利用密度泛函理论研究气体分子在具有悬空键缺陷的扶手椅型 AlN 纳米带上的吸附
  • DOI：
    10.1016/j.matchemphys.2016.10.058
  • 发表时间：
    2017-01-15
  • 期刊：
    MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Sun, Guodong;Zhao, Peng;He, Cheng
  • 通讯作者：
    He, Cheng
First-principles study on the structural and electronic properties of clean and atomic oxygen adsorbed ZrC(001) surface
洁净原子氧吸附ZrC(001)表面结构和电子性质的第一性原理研究
  • DOI：
    10.1016/j.commatsci.2015.01.025
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Li Hui;Zeng Qingfeng;Zhang Litong;Sun Guodong;Deng Juanli
  • 通讯作者：
    Deng Juanli

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结构/功能一体化Ti3SiC2改性C/C复合材料及其载流摩擦磨损行为研究
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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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