轻质合金表面等离子体电解氧化膜生长机制的电子显微学研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51901121
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0101.金属材料设计、计算与表征
  • 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

Plasma electrolytic oxidation (PEO) films on light alloys (Al, Mg and Ti) have advantages of facile-fabrication, eco-friendly and enhanced performance, and therefore have potential applications on alloy surface treatment. However, the growth mechanism of PEO films are not yet understood and the quantitatively controlled process for film synthesis are not yet established. Herein, this proposal is focusing on the study of growth mechanism of PEO films on light alloys using advanced aberration-corrected transmission electron microscopy (AC-TEM). By combining AC-TEM investigations, Radical Distribution Function (RDF) and Reverse Monte Carlo (RMC) simulations, the ion distributions and atomic structures of materials within pore base, intrinsic oxide layer and near-surface layer will be investigated at nano- or atomic scale, respectively. Then, the evolution of film microstructures by tuning electrolytes, metals and applied high electric fields will be systematically studied. The growth mechanism of PEO films will be further investigated by correlating the microstructural evolutions and the physical processes. Eventually, the proposed growth mechanism will be employed and hopefully lead to applications to enhance and functionalize the surface of light metals. This study will provide the support for establishing the quantitatively controlled process for PEO films synthesis from microstructural perspective, and meanwhile, promote the understanding on the physical mechanisms in high-electric-field-driven metal oxidized process and electrolyte/oxide interfaces.
轻质合金的等离子体电解氧化技术有工艺简单、环保、强化效果好的优点,在合金表面强化领域有巨大的应用潜力。然而,当前对等离子体电解氧化膜的生长机制尚不清楚,也未能建立定量工艺控制理论。本项目拟利用球差校正透射电子显微分析方法,系统开展铝、镁、钛三类轻质合金表面等离子体电解氧化膜生长机制的研究工作。结合球差校正透射电镜表征和径向分布函数、逆向蒙特卡洛模拟等方法,从纳米/埃尺度上分别测定孔道底部、本征氧化层和近表层中离子分布规律和内部的原子结构;通过对比分析,揭示显微结构在电解质离子、金属类型和强电场调制下的演变规律;建立结构演变和物理机制的关联,探究薄膜生长机制;基于理论模型,推进金属表面防护和表面功能化的应用研究。本项目研究将为轻质合金等离子体电解氧化膜的定量调控提供理论依据,同时推动人们对强电场条件下金属氧化和电解液/氧化膜界面物理机制的认识。

结项摘要

轻质合金的等离子体电解氧化技术有工艺简单、环保、强化效果好的优点,在合金表面强化领域有巨大的应用潜力。然而,当前对等离子体电解氧化膜的生长机制尚不清楚,也未能建立定量工艺控制理论。本项目利用球差校正透射电子显微分析方法,系统开展了铝、镁、钛三类轻质合金表面等离子体电解氧化膜生长机制的研究工作。本项目的突破性进展一在于利用微量氟离子添加直接修饰了镁本征氧化层的显微结构和稳定性,大幅提升了镁合金等离子体电解氧化膜的耐腐蚀性能,为等离子电解氧化工艺设计提供了新思路;进展二在于在机理研究的基础上首创了“大于200伏高压阳极氧化”技术,并利用该技术制备了具有光催化活性和SERS应用潜力的阳极薄膜,这对于深入认识高压下溶液/氧化膜界面物理具有重要的理论意义和应用研究指明了方向。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Origin of Strong Two-Magnon Scattering in Heavy-Metal/Ferromagnet/Oxide Heterostructures
重金属/铁磁体/氧化物异质结构中强双磁振子散射的起源
  • DOI:
    10.1103/physrevapplied.13.034038
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    Physical Review Applied
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhu Lijun;Zhu Lujun;Ralph D. C.;Buhrman R. A.
  • 通讯作者:
    Buhrman R. A.
Growth mechanisms for initial stages of plasma electrolytic oxidation coating on Al
Al 等离子电解氧化涂层初始阶段的生长机制
  • DOI:
    10.1016/j.surfin.2021.101186
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Surfaces and Interfaces
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Zhu Lujun;Ke Xiaoxing;Li Jingwei;Zhang Yuefei;Zhang Zhenhua;Sui Manling
  • 通讯作者:
    Sui Manling
Strong Spin-Orbit Torque Induced by the Intrinsic Spin Hall Effect in Cr1-xPtx
Cr1-xPtx 中固有自旋霍尔效应引起的强自旋轨道扭矩
  • DOI:
    10.1103/physrevapplied.18.054079
  • 发表时间:
    2022-11-23
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW APPLIED
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Liu, Qianbiao;Li, Jingwei;Zhu, Lijun
  • 通讯作者:
    Zhu, Lijun
Significantly Enhanced Thermoelectric Performance Achieved in CuGaTe2 through Dual-Element Permutations at Cation Sites
通过阳离子位点的双元素排列显着增强 CuGaTe2 的热电性能
  • DOI:
    10.1021/acsami.2c07557
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Mengyue Wu;Lujun Zhu;Shixuan Liu;Mingzhen Song;Fudong Zhang;Pengfei Liang;Xiaolian Chao;Zupei Yang;Jiaqing He;Di Wu
  • 通讯作者:
    Di Wu
The mechanism for tuning the corrosion resistance and pore density of plasma electrolytic oxidation (PEO) coatings on Mg alloy with fluoride addition
添加氟化物调节镁合金上等离子体电解氧化(PEO)涂层耐腐蚀性和孔隙密度的机制
  • DOI:
    10.1016/j.jma.2021.10.007
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Journal of Magnesium and Alloys
  • 影响因子:
    17.6
  • 作者:
    Zhu Lujun;Li Hongzhan;Ma Qingmei;Lu Jiangbo;Li Zhengxian
  • 通讯作者:
    Li Zhengxian

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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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