基于微晶玻璃中间层的氧化铝陶瓷瞬间液相连接方法及机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51805046
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    朱巍巍
  • 依托单位：
    长春工业大学
  • 学科分类：
    E0508.成形制造
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In order to meet the requirements of alumina/alumina joints for high temperature application, glass ceramic was used as interlayer for transient liquid phase bonding of alumina ceramic. The interfacial reaction between glass ceramic and alumina can lead to excellent metallurgical bonding and promote isothermal solidification of glass ceramic interlayer at the same time. In this approach, the alumina/alumina joints with high strength, low stress and high heat resistance can be obtained. Based on the research of high temperature wetting behavior, interfacial microstructure and chemical bonds, the micro-mechanism of reaction bonding of joints will be revealed. The growth kinetics of interfacial reaction layer and evolution mechanism of joint microstructure will be specified. The aim is to reveal the isothermal solidification mechanism of glass ceramic filler caused by interfacial reaction. The mechanical properties, fracture morphology and stress distribution of joints will be studied to obtain the strengthening mechanism and high temperature damage mechanism of joints. This project will provide a new idea for fabricating joints with high heat resistance and it also has a significant meaning for rich the joining theory of ceramic materials and broadening the application scope of high temperature structural ceramics.
针对氧化铝陶瓷接头的高温应用需要，本项目提出了以微晶玻璃为中间层的瞬间液相连接方法。利用微晶玻璃与氧化铝陶瓷之间的界面反应实现两者的冶金连接并促使微晶玻璃中间层发生等温凝固，进而获得具有高强度、低应力和高耐热性的氧化铝陶瓷接头。通过对微晶玻璃焊料的高温润湿铺展行为、界面显微结构和界面化学键合情况的分析，揭示接头化学反应连接的微观机制。通过对界面反应层生长动力学和接头微观结构演化机制的研究，揭示界面反应驱动的微晶玻璃等温凝固机理。结合接头力学性能测试、断口形貌观察以及接头应力分布的数值模拟，阐明接头强化机理及高温损伤机理。本研究将为提高陶瓷接头的耐高温性提供新的思路，对于丰富陶瓷材料的连接理论、拓宽高温结构陶瓷的应用领域具有重要意义。

结项摘要

针对氧化铝陶瓷接头的高温应用需要，本项目提出以氧化物焊料为中间层的瞬间液相连接方法。利用CaO-Al2O3-SiO2基玻璃焊料与氧化铝陶瓷之间的界面反应引起焊料成分变化，进而导致残余玻璃焊料等温晶化（凝固），实现了氧化铝陶瓷的瞬间液相连接。研究表明，玻璃焊料本身的析出相为榍石晶体且晶化方式为表面晶化。玻璃焊料在氧化铝陶瓷表面具有优异的润湿性。在连接过程中，玻璃焊料能够和氧化铝陶瓷发生界面反应，形成钙长石晶体，且界面反应层生长动力学符合抛物线规律。界面反应使焊料中玻璃网络形成体SiO2含量减少，进而引起残余玻璃焊料等温晶化，形成硅灰石晶体。力学性能测试结果表明，等温凝固接头的耐高温性要优于晶化处理获得的接头。另外，项目采用SrO-Al2O3共晶焊料连接氧化铝陶瓷。在连接过程中，焊料中的SrO向氧化铝母材中扩散，引起焊料成分变化并发生等温凝固。随保温时间的延长，焊缝从两相共晶组织逐渐转变为单相组织。当连接温度为1650℃，保温时间为60min时，形成完全由SrAl2O4晶体组成的接头焊缝。由于SrAl2O4晶体的热膨胀系数与氧化铝母材接近，且其熔点高达1960℃，因此保证了接头的高强度、低应力和良好的耐高温性。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Joining ZTA ceramic by using Dy2O3-Al2O3-SiO2 glass ceramic filler
Dy2O3-Al2O3-SiO2微晶玻璃填料加入ZTA陶瓷
  • DOI：
    10.1016/j.jeurceramsoc.2020.06.011
  • 发表时间：
    2020-12
  • 期刊：
    Journal of the European Ceramic Society
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Guo Chaohui;Zhu Weiwei;Shen Yuanxun;Sui Qi;Liu Yaodong;Ran Xu
  • 通讯作者：
    Ran Xu
Wetting and brazing characteristic of high nitrogen austenitic stainless steel and 316L austenitic stainless steel by Ag-Cu filler
Ag-Cu钎料高氮奥氏体不锈钢与316L奥氏体不锈钢的润湿钎焊特性
  • DOI：
    10.1016/j.vacuum.2019.04.064
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Vacuum
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Zhu Weiwei;Zhang He;Guo Chaohui;Liu Yaodong;Ran Xu
  • 通讯作者：
    Ran Xu
Joining alumina ceramic by using glass ceramic filler with high crystallinity for high temperature application
使用高结晶度玻璃陶瓷填料加入氧化铝陶瓷，适用于高温应用
  • DOI：
    10.1016/j.ceramint.2019.06.285
  • 发表时间：
    2019-11
  • 期刊：
    Ceramics International
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Zhu Weiwei;Zhang He;Xue Dahui;Jiang Haifeng;Ran Xu
  • 通讯作者：
    Ran Xu
Effect of TiO2 on the crystallization, thermal expansion and wetting behavior of Nd2O3-Al2O3-SiO2 glass ceramic filler
TiO2对Nd2O3-Al2O3-SiO2玻璃陶瓷填料结晶、热膨胀和润湿行为的影响
  • DOI：
    10.1016/j.jeurceramsoc.2021.09.030
  • 发表时间：
    2021-09
  • 期刊：
    Journal of the European Ceramic Society
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Zhu Weiwei;Zhou Le;Tang Mu;Zou Haohao;Han Ying;Ran Xu
  • 通讯作者：
    Ran Xu
Microstructure, mechanical and optical properties of MgAl2O4/MgAl2O4 joints bonded using CaO-Al2O3-SiO2 glass filler
CaO-Al2O3-SiO2 玻璃填料粘结 MgAl2O4/MgAl2O4 接头的显微组织、力学和光学性能
  • DOI：
    10.1016/j.jeurceramsoc.2022.01.042
  • 发表时间：
    2022-01
  • 期刊：
    Journal of the European Ceramic Society, In press, doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2022.01.042
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhu Weiwei;Chen Yiyuan;Zou Haohao;Shao Cen;Zhang Le;Zu Guoqing;Han Ying;Ran Xu
  • 通讯作者：
    Ran Xu

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其他文献

类受体蛋白激酶在植物中的研究进展
  • DOI：
    10.13417/j.gab.037.000451
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    基因组学与应用生物学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱巍巍;马天意;张梅娟;沙伟
  • 通讯作者：
    沙伟
用于光学向量矩阵乘法器的光源阵列系统
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    周平;朱巍巍;张磊;杨林
  • 通讯作者：
    杨林
砂藓抗旱相关基因磷脂酶D的克隆和表达分析
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  • 发表时间：
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    沙伟;张时通;朱巍巍;张梅娟;马天意
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    马天意
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  • 发表时间：
    2013
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    光电子-激光
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  • 作者：
    周平;朱巍巍;张磊;杨林
  • 通讯作者：
    杨林

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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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