控制晶界特征分布提高Alloy-N合金抗Te致晶界脆性开裂性能的研究

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基本信息

  • 批准号：
    51671122
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    夏爽
  • 依托单位：
    上海大学
  • 学科分类：
    E0103.金属材料使役行为与表面工程
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Molten salt reactors have been included as one of six advanced Generation IV reactor types. The Alloy-N (16Mo-7Cr-5Fe-Ni) is used as the structure material for containing and transporting the high temperature molten fluoride salts which have nuclear fuel inside. One of the most serious problems for Alloy-N is the intergranular embrittlement induced by inward diffusion of tellurium which is a fission product. The proposed project plans to investigate the grain boundary engineering (GBE) technique for Alloy-N. The thermal-mechanical processing of GBE and the involved mechanism for enhancing the proportion of low ∑CSL (coincidence site lattice) grain boundary will be focused on. The effect of the grain boundary structure on the diffusion of tellurium along grain boundaries will be investigated with the help of electron probe microanalysis and electron backscatter diffraction. The structural and compositional changes as a result of the tellurium inward diffusion will be analyzed with the high resolution transmission-electron-microscope. The effect of grain boundary character distribution on the propagation of tellurium-induced grain boundary cracking will be correlated with the topology of the grain boundary network. The composition and microstructure of the fracture surface and the crack-tip of the intergranular cracks will be analyzed to reveal the mechanism of the grain boundary embrittlement induced by tellurium. The expected output of this project will provide the GBE technique for Alloy-N and look inside of the mechanism of tellurium-induced embrittlement of Alloy-N.
熔盐堆中使用的Alloy-N合金 (16Mo-7Cr-5Fe-Ni) 直接与承载核燃料的高温熔盐接触。裂变产物Te沿晶界扩散导致晶界脆性开裂是降低材料性能及使用寿命的最重要问题之一。本项目针对Alloy-N合金的晶界工程（GBE）技术，研究控制并提高合金低∑CSL晶界比例的工艺方法，以及特殊结构晶界形成、迁移和演化的规律。对GBE技术处理后含有大量特殊结构晶界的合金进行高温Te扩散，利用电子背散射衍射，电子探针和TEM等技术研究晶界结构类型对Te沿晶界扩散的影响，分析Te扩散导致晶界微区化学成分及结构变化规律。研究晶界特征分布对Te致晶界脆性开裂的影响，利用原位俄歇能谱仪分析断面上的元素分布，利用TEM分析裂纹尖端的成分及结构变化，揭示Te致晶界脆性开裂的机理。通过该研究得出适用于Alloy-N合金的GBE技术，为通过GBE技术提高Alloy-N合金抗Te致晶界脆性提供理论依据。

结项摘要

通过对熔盐堆中使用的Alloy-N合金的晶界工程（GBE）研究，获得了控制并有效提高合金低∑CSL晶界比例的工艺方法，探明了特殊结构晶界形成、迁移和演化的规律。将GBE技术处理后含有大量特殊结构晶界的合金样品在Te（碲）蒸汽环境中进行热处理扩散实验。Te不仅沿晶界向材料内部扩散而且会沿晶粒内某些低指数晶面扩散渗透。研究了晶界结构类型对Te扩散的影响，统计了渗透路径的深度及密度，表征分析了Te扩散导致微区化学成分及结构变化的规律。研究了合金形变及时效处理对Te向Alloy-N合金内部扩散的影响，以及晶界特征分布对Te致晶界脆性开裂以及合金力学性能和表面裂纹形态的影响，揭示了Te致晶界脆性开裂的机理。通过该研究得出了适用于Alloy-N合金的GBE技术，为通过GBE技术提高Alloy-N合金抗Te致晶界脆性提供了理论依据。

项目成果

期刊论文数量（33）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Effects of 3-D grain boundary geometrical angles and the net normal stress on intergranular stress corrosion cracking initiation in a 316 stainless steel
3-D 晶界几何角度和净正应力对 316 不锈钢晶间应力腐蚀裂纹萌生的影响
  • DOI：
    10.1016/j.msea.2019.138277
  • 发表时间：
    2019-09
  • 期刊：
    Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Zhang Zilong;Xia Shuang;Bai Qin;Liu Tingguang;Li Hui;Zhou Bangxin;Wang Linjun;Ma Wujiang
  • 通讯作者：
    Ma Wujiang
M2C and M6C carbide precipitation in Ni-Mo-Cr based superalloys containing silicon
Ni-Mo-Cr基含硅高温合金中M2C和M6C碳化物的析出
  • DOI：
    10.1016/j.matdes.2016.09.075
  • 发表时间：
    2016-12-15
  • 期刊：
    MATERIALS & DESIGN
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Jiang, Li;Zhang, Wen-Zhu;Zhou, Xing-Tai
  • 通讯作者：
    Zhou, Xing-Tai
Effect of Ce addition on the glass-forming ability and hard-magnetic properties of the Nd-Fe-Al bulk metallic glasses
Ce添加对Nd-Fe-Al块状金属玻璃非晶能力和硬磁性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.jnoncrysol.2016.10.024
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Journal of Non-Crystalline Solids
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Lu Y. C.;Bai Q.;Bian L.;Xu H.;Xia S.
  • 通讯作者：
    Xia S.
Three-dimensional characteristics of the grain boundary networks of conventional and grain boundary engineered 316L stainless steel
常规和晶界工程 316L 不锈钢晶界网络的三维特征
  • DOI：
    10.1016/j.matchar.2017.09.026
  • 发表时间：
    2017-11
  • 期刊：
    Materials Characterization
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Liu Tingguang;Xia Shuang;Zhou Bangxin;Bai Qin;Rohrer Gregory S
  • 通讯作者：
    Rohrer Gregory S
XAFS and SRGI-XRD studies of the local structure of tellurium corrosion of Ni-18%Cr alloy
XAFS%20和%20SRGI-XRD%20研究%20of%20%20局部%20结构%20of%20碲%20腐蚀%20of%20Ni-18%Cr%20合金
  • DOI：
    10.1007/s41365-019-0673-4
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Nuclear Science and Techniques
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Luo Mi;Deng Sheng-Jue;Li Li;Song Fei;Wang Li-Hua;Li Zhi-Jun;Jiang Zheng
  • 通讯作者：
    Jiang Zheng

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晶界工程处理对Incoloy825合金耐晶间腐蚀性能的影响
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  • 通讯作者：
    佘强

其他文献

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奥氏体不锈钢及镍基合金中晶界工程问题的研究
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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

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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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