碳纳米线改性SiCf/SiCN复合材料的微结构调控与吸波机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51902257
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    薛继梅
  • 依托单位：
    西北工业大学
  • 学科分类：
    E0204.结构陶瓷
  • 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

SiC fiber reinforced SiCN ceramic matrix composites with the amorphous substrate and little nano-heterogeneous interphase results in the insufficient electromagnetic wave absorption capability. The above problems limit their widely applications in broadband (8-18GHz) absorption fields. Focusing on the urgent needs of high thrust-weight ratio jet engine on SiCf/SiCN composites, the present proposal will develop a catalytic polymer infiltration and pyrolysis method (PIP). Carbon nanowires as a high quality absorbing agent will be in-situ formed by PIP method, so that muiti-scale absorbing interphase will be formed in the SiCf/SiCN compoistes to increase the polarization loss capability of matrix. The research contents include: the microstructure design and near-net fabrication mechanisms of carbon nanowires modified SiCf/SiCN composites; the influence of carbon nanowires on the electromagnetic wave absorbing properties and mechanical properties of SiCf/SiCN composites. We propose to fabricate a novel carbon nanowires modified SiCf/SiCN composites by in-situ catalytic PIP process at the temperature lower than 1000℃, and reveal the growth mechanism of carbon nanowires and the design rules of multi-scale absorbing interphase, and also clarify the electromagnetic wave absorbing mechanism of carbon nanowires modified SiCf/SiCN composites. The proposed research will enrich the electromagnetic wave absorbing theory of SiCf/SiCN compoistes.
连续SiC纤维增强SiCN陶瓷基复合材料（SiCf/SiCN）基体呈无定形态、纳米异质界面少，对电磁波损耗能力不足，这是制约其应用的瓶颈。针对航空发动机对吸波型SiCf/SiCN复合材料的迫切需求，本项目拟采用催化聚合物浸渍裂解法（PIP），在SiCf/SiCN内原位自生碳纳米线，并构筑多尺度吸波界面。研究改性SiCf/SiCN复合材料的微结构设计与制备机理，以及碳纳米线对SiCf/SiCN复合材料吸波/力学性能的影响规律。基于催化PIP法探索制备新型碳纳米线改性SiCf/SiCN复合材料，揭示碳纳米线的生长机理和多尺度吸波界面的微结构调控机制，从宽频吸波设计的角度阐明碳纳米线改性SiCf/SiCN复合材料的电磁波损耗机理。本研究的成果有助于丰富SiCf/SiCN复合材料的电磁波吸收理论体系。

结项摘要

针对航空发动机隐身尾喷部件对承载吸波一体化材料的迫切需求，连续SiC纤维增强SiCN陶瓷基复合材料（SiCf/SiCN）具有轻质、耐高温、抗氧化、良好的力学性能和电磁可调节性能，成为承载吸波一体化陶瓷基复合材料的关键候选材料。本项目采用催化聚合物浸渍裂解法（PIP），在SiCN陶瓷基体中原位自生碳纳米线，并构筑多尺度吸波界面。以二维SiC纤维预制体为增强体，通过化学气相渗透工艺结合催化聚合物浸渍裂解工艺制备碳纳米线增强SiCf/SiCN复合材料，研究了碳纳米线对SiCf/SiCN复合材料微结构、电磁性能、吸波和力学性能的影响规律，揭示了碳纳米线的生长机理和多尺度吸波界面的微结构调控机制，建立了复合材料的微结构演变与吸波性能和力学性能的对应关系。根据He-Hutchinson模型，通过阻抗匹配型结构设计，SiCf/SiCN复合材料在9~13.5GHz波段频率范围内RL小于-10dB，具有良好的宽频吸波性能，弯曲强度和断裂韧性分别为384MPa和12.8MPa·m1/2，SiCf/SiCN复合材料兼具良好的吸波性能和力学性能，为吸波结构型陶瓷基复合材料的设计与制备提供理论和实验基础。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Tailorable microwave absorption properties of RGO/SiC/CNT nanocomposites with 3D hierarchical structure
具有3D分级结构的RGO/SiC/CNT纳米复合材料的可定制微波吸收性能
  • DOI：
    10.1016/j.ceramint.2020.04.137
  • 发表时间：
    2020-08-01
  • 期刊：
    CERAMICS INTERNATIONAL
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Hou, Zexin;Xue, Jimei;Zhang, Litong
  • 通讯作者：
    Zhang, Litong
Construction of Si3N4/SiO2/SiC–Y2Si2O7 composite ceramics with gradual impedance matching structure for high-temperature electromagnetic wave absorption
高温电磁波吸收渐变阻抗匹配结构Si3N4/SiO2/SiC·Y2Si2O7复合陶瓷的构建
  • DOI：
    10.1016/j.ceramint.2022.04.298
  • 发表时间：
    2022-04
  • 期刊：
    Ceramics International
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Hanjun Wei;Shenquan Yang;Pei Feng;Jimei Xue;Feng Zhao;Qingyuan Wang
  • 通讯作者：
    Qingyuan Wang
Design of multilayer cauliflower-like structure SiO2/SiC–Y2Si2O7 composite ceramics as high-efficiency electromagnetic wave absorbers
多层菜花状结构SiO2/SiC·Y2Si2O7复合陶瓷高效电磁波吸收体的设计
  • DOI：
    10.1016/j.ceramint.2022.07.309
  • 发表时间：
    2022-08
  • 期刊：
    Elsevier
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Hanjun Wei;Jie Liu;Pei Feng;Shenquan Yang;Jimei Xue;Cunxian Wang;Feng Zhao;Qingyuan Wang
  • 通讯作者：
    Qingyuan Wang
Enhanced electromagnetic absorption properties of Fe-doped Sc2Si2O7 ceramics
Fe掺杂Sc2Si2O7陶瓷的增强电磁吸收性能
  • DOI：
    10.1016/j.ceramint.2020.10.011
  • 发表时间：
    2020-10
  • 期刊：
    Ceramics International
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Hanjun Wei;Jimei Xue;Yujie Ma;Zexin Hou;Yongpeng Dong;Laifei Cheng
  • 通讯作者：
    Laifei Cheng
In situ construction of CNWs/SiC-NWs hybrid network reinforced SiCN with excellent electromagnetic wave absorption properties in X band
原位构建CNWs/SiC-NWs混合网络增强SiCN，在X波段具有优异的电磁波吸收性能
  • DOI：
    10.1016/j.carbon.2020.06.081
  • 发表时间：
    2020-10-30
  • 期刊：
    CARBON
  • 影响因子：
    10.9
  • 作者：
    Ren, Fangyuan;Xue, Jimei;Cheng, Laifei
  • 通讯作者：
    Cheng, Laifei

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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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