基于铁磁晶格畴序构调控的高灵敏窄滞后磁致伸缩材料研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91963111
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0107.金属功能材料
  • 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

Magnetostrictive materials have the intelligent characteristics of sensing magnetic fields and generating driving, and are widely used in high-tech and advanced industries. In recent years, the rapid development and competition in the high-tech field has placed great demands on the high performance (high sensitivity and low hysteresis) of magnetostrictive materials, but it is difficult to achieve breakthroughs in performance based on traditional theoretical research methods. Our previous research shows that the application of the "ferromagnetic strain glass" and "ferromagnetic morphotropic phase boundary" principles to the design of magnetostrictive materials is expected to provide new ideas. On the basis of the previous work, the project intends to take the ferromagnetic lattice domain as the functional element, and the "long-range disorder & short-range order" (corresponding to ferromagnetic strain glass) and "two-phase-coexistence around the phase boundary derived from the triple-point" (corresponding to ferromagnetic morphotropic phase boundary) as ordering structure, to study the interaction mechanism between the functional element and the ordering structure. A physical model based on the "functional element + ordering structure" is established and will be applied to the new magnetic functional materials. We aim to reveal the mechanism for the high-sensitivity and low-hysteresis magnetostrictive effect induced by the ferromagnetic strained glass and ferromagnetic morphotropic phase boundary, break through the technical bottleneck of magnetostrictive material design and preparation, and lay the technical foundation for the development and application of high performance magnetostrictive materials.
磁致伸缩材料具有感知磁场并产生驱动的智能特性,广泛应用于高技术和先进工业领域。近年来高科技领域的快速发展及竞争对磁致伸缩材料的高性能化(高灵敏、窄滞后)提出了迫切需求,但是基于传统理论的研究方法难以实现性能和技术的突破。我们前期的研究表明,将“应变玻璃”和“准同型相界”原理应用于磁致伸缩材料的设计及制备,有望为高性能磁致伸缩材料的研发提供新思路。本项目拟在前期工作的基础上,以铁磁晶格畴为功能基元,以铁磁应变玻璃和铁磁准同型相界分别对应的“长程无序&短程有序”和“由三相点衍生的铁磁相界区域的两相共存态”为序构,研究功能基元与序构的相互作用机制,建立基于“功能基元+序构”调控的物理模型并应用于新型磁致伸缩材料研究,揭示铁磁应变玻璃和铁磁准同型相界诱发高灵敏、窄滞后磁致伸缩效应的物理机制,突破磁致伸缩材料设计和制备的技术瓶颈,为高性能磁致伸缩材料的研发及应用奠定技术基础。

结项摘要

磁致伸缩材料具有感知磁场并产生驱动的智能特性,广泛应用于高技术和先进工业领域。近年来高科技领域的快速发展及竞争对磁致伸缩材料的高性能化(高灵敏、窄滞后)提出了迫切需求,但是基于传统理论的研究方法难以实现性能和技术的突破。本项目在前期研究工作的基础上,以铁磁晶格畴为功能基元,以铁磁准同型相界、或铁磁应变玻璃、或调幅分解结构序构,研究功能基元与序构的相互作用机制,建立基于“功能基元+序构”调控的物理模型并应用于新型磁致伸缩材料研究。本项目聚焦在如下3个方向开展了深入的研究和探索:(1)铁磁晶格畴(功能基元)形成序构的物理机制;(2)利用功能基元序构调控思路设计和制备多种高性能磁致伸缩材料材料;(3)探索基于新原理产生的相关物理效应。本项目严格按照项目计划开展课题研究,基于功能序构调控思路,分别在Laves相合金与Fe基合金两类材料体系中制备出大磁致伸缩材料Tb0.5Dy0.5(Fe0.5Co0.5)2、Tb0.5Dy0.5Co1.95和FeGa-Pt,以及兼具大磁导率和近零磁致伸缩的Fe20Co80合金,完成了既定研究目标。此外,受功能基元序构调控思路的启发,在本项目资助下,团队在低铅大压电材料、零场交换偏置合金、超顺磁纳米颗粒、场致自旋重取向材料等也进行了大胆的探索,取得了一些有意义的研究成果。研究成果发表在Advanced Functional Materials, Nano Energy, APL Materials, Acta Materialia, Scripta Materialia, Physical Review B等国际著名期刊(SCI论文38篇),获得授权专利3项,参加国内学术会议并做特邀报告3次。

项目成果

期刊论文数量(38)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Tuning Magnetocaloric Effect of a Mn-Cr-Sb-Ga alloy by the Nonvolatile Residual Strain of a Ti-Ni Shape Memory Alloy
通过 Ti-Ni 形状记忆合金的非易失性残余应变调节 Mn-Cr-Sb-Ga 合金的磁热效应
  • DOI:
    10.1016/j.actamat.2021.116849
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    ACTA MATERIALIA
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Cheng Fei;Ma Sai;Wang Yu;Ke Xiaoqing;Wang Jingmin;Yang Sen
  • 通讯作者:
    Yang Sen
Highly Sensitive Mechanoresponsive Smart Windows Driven by Shear Strain
由剪切应变驱动的高灵敏度机械响应智能窗户
  • DOI:
    10.1002/adfm.202102350
  • 发表时间:
    2021-06-08
  • 期刊:
    ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Li, Jianing;Lu, Xuegang;Yang, Sen
  • 通讯作者:
    Yang, Sen
Kinetic arrest behavior in Ni-Co-Mn-Sn alloys within the phase boundary between martensite and strain glass
Ni-Co-Mn-Sn 合金在马氏体和应变玻璃之间的相界内的动力学停滞行为
  • DOI:
    10.1016/j.scriptamat.2020.113671
  • 发表时间:
    2021-03-15
  • 期刊:
    SCRIPTA MATERIALIA
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Hao, Chunxi;Wang, Yu;Song, Xiaoping
  • 通讯作者:
    Song, Xiaoping
Improved magnetostriction in Galfenol alloys by aligning crystal growth direction along easy magnetization axis.
通过沿易磁化轴排列晶体生长方向来改善 Galfenol 合金的磁致伸缩
  • DOI:
    10.1038/s41598-020-77058-2
  • 发表时间:
    2020-11-18
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhou C;Liu Y;Chen K;Dai Z;Ma T;Wang Y;Ren S;Deng J;Zhang R;Tian F;Zhang Y;Zeng H;Yang S
  • 通讯作者:
    Yang S
Anomalous Optically Induced Nonvolatile Magnetization Effect in Mn 3 O 4 Superparamagnetic Nanoparticles
Mn 3 O 4 超顺磁性纳米粒子的反常光致非易失磁化效应
  • DOI:
    10.1002/ppsc.202100261
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Particle & Particle Systems Characterization
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Ying Zhang;Kangkang Yao;Jianing Li;Kaiyan Cao;Fang Wang;Fanghua Tian;Chao Zhou;Xiaoping Song;Sen Yang
  • 通讯作者:
    Sen Yang

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  • 通讯作者:
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AI项目解读示例

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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