MAC原位蜕变MC-(Ni-A)复相增强Ni基复合材料及其协同强化机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51871011
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0105.金属基复合材料与结构功能一体化
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

For the performance requirements of high strength and ductility, high temperature resistance, corrosion resistance etc. in Ni based materials application in aircraft industry, this project explores a fabrication method of MCx ceramics (such as TiCx, ZrCx etc.) based on MAC in situ phase transformation, and Ni-A intermetallic compounds (such as Ni3Al and NiAl) reinforced Ni composites. The main research contents and the feature of this project consist in that, based on the nano-layered crystal structure of MAC ceramic materials, the characteristics of the A-site atoms can easily escape under the conditions of high temperature and the external force, in situ preparing MCx and Ni-A complex reinforced Ni based composites by using MAC phases as precursor. The key scientific problems include the phase transition of MAC phase caused by reaction, the thermodynamic and kinetic mechanism, the interfacial reaction behavior, the formation mechanism and morphology of MCx ceramic and Ni-A intermetallic compound. The synergistic strengthening effect of MCx phase and Ni-A phase at room temperature and high temperature is studied. The organizational regulation strategy is proposed, and the related preparation methods and processes are optimized. The aim of this project is to reveal the morphology and microstructure evolution of the MCx and Ni-A phase based on MAC in situ phase transformation; reveal the synergistic strengthening mechanism of MCx and Ni-A complex reinforced Ni composites; and provide reference and scientific inspiration for its application in advanced aircraft engines and the improvement in the targeted performance.
针对Ni基材料在航空工业应用中高强韧、耐高温、耐腐蚀等性能需求,本项目探索一种基于MAC相原位蜕变的C缺位MCx陶瓷(TiCx、ZrCx等)、Ni-A(Ni3Al、NiAl等)高温金属间化合物复相增强Ni基复合材料。主要研究内容和特色是利用MAC陶瓷特有的纳米层状结构、高温及外力条件下A位原子容易逃逸的特性,通过对反应引起的MAC相的原位蜕变机制、界面反应行为、MCx基团形成和Ni-A析出动力学机制及组织调控等关键科学问题的研究,以MAC相为前驱体原位制备MCx陶瓷和Ni-A复相强化Ni基复合材料;研究MCx相与Ni-A相在常温和高温下的协同强化效应,提出组织调控策略,并优化相关制备方法及工艺。本项目旨在揭示MAC原位蜕变的MCx相和Ni-A相的形态、组织演变规律;揭示MCx相和Ni-A相对Ni基复合材料的协同强化机制;为其在先进航空发动机等方面的应用和针对性的性能改善提供借鉴和科学启发。

结项摘要

本项目针对Ni基高温合金材料在先进航空发动机等应用中高强韧、耐高温、耐腐蚀和抗烧蚀等性能需求,研制一种基于MAC相的超细MCx陶瓷(如TiCx、CrCx等)为形核剂和增强体、Ni-A(如Ni3Al、NiAl等)金属间化合物为增强相复合强化的Ni基复合材料。主要通过对反应引起的 MAC相的相变及热力学和动力学机制、界面反应行为、MCx相和Ni-A金属间化合物相的生成机制、组织形态等,MCx相对Ni基体的形核细化机理及材料高温特性、变形机理及有效控制MCx相、Ni-A金属间化合物增强相的组分、分布及晶粒大小等关键科学技术问题的研究,研究MCx陶瓷和Ni-A金属间化合物双相协同强化机理及对应的显微组织调控策略,并通过细化效果及常温、高温力学性能的验证,优化相关制备方法及工艺,使该Ni基复合材料具有优异的特性。.通过本项目的研究,1)获得2种及以上具有高强韧、耐高温的超细MCx陶瓷(TiCx、CrCx等)、Ni3Al金属间化合物复相增强Ni基复合材料;2)揭示与Ni反应引起的MAC相(Ti3AlC2、Ti2AlC、Cr2AlC)材料的相变、MCx相和Ni-A相的形态、组织演变及热力学和动力学机制;3)揭示MCx相、Ni3Al相复相增强Ni基复合材料的高温力学特性、协同强化机理及显微组织调控策略。.这些研究工作将为MAX原位转变MCx-Ni3Al增强Ni基复合材料在先进航空发动机等高温构件的制备和使用提供基础材料;为其他高强韧超细晶金属及金属基复合材料的制备提供科学启发作用;为 MAC材料与其他相关材料的反应复合研究产生科学启示。部分研究进展和成果已发表论文19篇,参加国内国际学术会议13人次,申报发明专利已授权7项,培养博士生6名,硕士生14名。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
Microstructure and properties of TiCx/TC4 Composites with a Quasi-Network Structure Prepared by the Decomposition of the Ti2AlC Precursor
Ti2AlC前驱体分解制备准网络结构TiCx/TC4复合材料的微观结构和性能
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2022.166011
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
    Elsevier
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hongjie Wang;Zhenying Huang;Xue Li;Yang Zhou;Qun Yu;Wenqiang Hu;Yuanbo Wang;Weici Zhuang;Davoud Dastan
  • 通讯作者:
    Davoud Dastan
Dry sliding behaviors and friction surface characterization of Ti3Al0.8Si0.2Sn0.2C2 solid solution against S45C steel
Ti3Al0.8Si0.2Sn0.2C2固溶体与S45C钢的干滑动行为及摩擦表面表征
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2018.10.115
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Cai Leping;Huang Zhenying;Hu Wenqiang;Lei Cong;Zhai Hongxiang;Zhou Yang
  • 通讯作者:
    Zhou Yang
Optimizing the microstructure and mechanical behaviors of in-situ TiC-g0/Ni composites by subsequent thermal treatment
通过后续热处理优化原位 TiC-g0/Ni 复合材料的微观结构和力学行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Optimizing the microstructure and mechanical behaviors of in-situ TiC-g0/Ni composites by subsequent
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wenqiang Hu;Zhenying Huang;Guangming Zhen;Yuanbo Wang;Cong Lei;Leping Cai;Hongxiang Zhai;Yang Zhou
  • 通讯作者:
    Yang Zhou
Layered ternary MAX phases and their MX particulate derivative reinforced metal matrix composite:A review
层状三元 MAX 相及其 MX 颗粒衍生物增强金属基复合材料:综述
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2020.157313
  • 发表时间:
    2021-01-25
  • 期刊:
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Hu, Wenqiang;Huang, Zhenying;Chen, Liang
  • 通讯作者:
    Chen, Liang
Ni composites reinforced with ultrafine and uniform TiCx and Cr3C2 particles in situ: Enhanced properties and a well-matched interface
用超细且均匀的 TiCx 和 Cr3C2 颗粒原位增强的 Ni 复合材料:增强的性能和良好匹配的界面
  • DOI:
    10.1016/j.msea.2022.144081
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Xue Li;Zhenying Huang;Hongjie Wang;Yidan Jiao;Qun Yu;Yuanbo Wang;Wenqiang Hu;Weici Zhuang;Youbo Wu;Lei Wang;Yang Zhou
  • 通讯作者:
    Yang Zhou

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其他文献

双连续TiC/Fe复合材料的制备和性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    翟洪祥
Cu/Ti3SiC2 体系润湿性及润湿过程的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    无机材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李海燕;郑涌;李世波;黄振莺
  • 通讯作者:
    黄振莺
原位反应法制备TiC_x/Ni基复合材料及其压缩性能研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 作者:
    鲁益麟;翟洪祥;黄振莺;胡文强
  • 通讯作者:
    胡文强
原位生成TiCx增强Ni合金复合材料的制备及力学性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡文强;黄振莺;翟洪祥;蔡乐平;雷聪;郝素明;周洋
  • 通讯作者:
    周洋
Ti3AlC2 的滑动摩擦系数与摩擦表
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    稀有金属材料与工程.(2005)[34]增刊 401-404.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄振莺;翟洪祥;王轶凡等
  • 通讯作者:
    王轶凡等

其他文献

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黄振莺的其他基金

A位固溶MAX相材料的表面自适应摩擦学特性研究
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高强超延展性纳米MX相增强Cu基复合材料的研究
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相似国自然基金

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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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