新型反应堆侯选结构材料及其抗辐照特性

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    91126019
  • 项目类别：
    重大研究计划
  • 资助金额：
    85.0万
  • 负责人：
    施立群
  • 依托单位：
    复旦大学
  • 学科分类：
    A2804.粒子探测技术
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

纳米层状晶体结构的三元化合物MAX 相是一种新型的高性能综合性金属陶瓷材料，在未来反应堆材料中具有潜在的重要应用特性，是一种重要的候选结构材料。本项目拟对典型MAX 相材料在高温高通量中子辐照环境下的损伤特性进行实验模拟研究和直接同步的中子辐照实验研究。应用建立的自辐照离子与H, He的协同作用模拟系统，研究MAX 相材料在不同温度范围和不同的氢氦产额（appm）/损伤剂量（dpa）比下移位缺陷与氦原子及氢的相互作用以及对材料微观结构和力学特性的影响。结合中子辐照实验和理论计算，了解MAX 相材料在高温高通量中子辐照移位损伤及其嬗变产物氢、氦的协同作用下的抗辐照损伤特性，并对其应用性能进行评估。

结项摘要

Ti3SiC2 MAX相材料被认为是一种潜在的聚变堆候选结构材料，本项目首次开展了自离子C、Si以及氢氦离子对Ti3SiC2 MAX相的辐照损伤研究 （中子辐照后由于放射性，至今还不能进行分析）。采用离子束分析、同步辐射X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、Raman谱等分析技术对辐照损伤材料进行了分析研究，取得了以下重要阶段性结果：.1.离子注入在晶体内产生的损伤呈各向异性，随辐照剂量的增加，MAX相晶体无序度增加，表层损伤效应最严重；.2.离子辐照使MAX相分解，生成了TiC纳米晶相。当辐照温度大于一定值（200度）时，就无分解相TiC产生；缺陷同时的产生与退火效应是远不同于辐照后退火。在所调查的温度范围内，存在一局部最低损伤温度350度。这是不同温度下移位级联中不同类型的缺陷产生、复合、迁移和聚集共同作用的结果。而850 度高温下，损伤大大降低，且晶体损伤均匀；.3.氦辐照损伤实验和氦行为第一原理计算表明，氦极易与空位结合而稳定缺陷，并在Si层附近通过HemVn复合体长大成泡，因而相对其他离子有更大的损伤效应。氢可一定程度地阻止氦扩散聚焦，而减缓氦损伤。.4.纳米压痕实验说明，在850 度 C离子高温辐照下材料的损伤几乎完全恢复，压痕角落无裂纹，有明显的纳米层状滑移带产生。展示了很好的高温 抗损伤特性。氦辐照使材料脆性增加，压痕裂纹产生，这与第一原理计算相符，氢进一步增加材料氦脆性。.5.力学拉伸模拟计算研究发现He的溶入加速该材料在基面的劈裂断裂使临界断裂应力降低，Ti3SiC2断裂面与He在该晶体内所处的位置没有关系。在施加拉伸应力的条件下，断裂面都将发生在Si-Ti层面。该结果合理解释了实验观察到的随着He的注入，微裂纹产生的实验现象。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Effect of hydrogen-doping on bonding properties of Ti3SiC2
氢掺杂对Ti3SiC2键合性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.physb.2011.09.008
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Physica B: Condensed Matter
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ou; X. D.;Wang; Y. X.;Shi; L. Q.;Ding; W.;Wang; M.;Zhu; Y. S.
  • 通讯作者：
    Y. S.
Microstructure and Mechanical Properties of Ti3SiC2 Irradiated by Carbon Ions
碳离子辐照Ti3SiC2的显微组织和力学性能
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    CHIN. PHYS. LETT.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    3. WANG Kun; QI Qiang; CHENG Gui-Jun; SHI Li-Qun*
  • 通讯作者：
    SHI Li-Qun*
Preparation of single-crystal TiC (111) by radio frequency magnetron sputtering at low temperature
低温射频磁控溅射制备TiC(111)单晶
  • DOI：
    10.1016/j.tsf.2012.07.040
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Thin Solid Films
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Qi; Q.;Zhang; W. Z.;Shi; L. Q.;Zhang; W. Y.;Zhang; W.;Zhang; B.
  • 通讯作者：
    B.
Surface damage of Ti3SiC2 by MeV iodine bombardment
MeV 碘轰击对 Ti3SiC2 的表面损伤
  • DOI：
    10.1016/j.nimb.2013.03.021
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Liu; Chaozhuo;Shi; Liqun;Qi; Qiang;O'Connor; D. J.;King; B. V.;Kisi; E. H.;Qing; X. B.;Wang; B. Y.
  • 通讯作者：
    B. Y.
Decohesion of Ti3SiC2 induced by He impurities
He 杂质引起的 Ti3SiC2 脱聚
  • DOI：
    10.1016/j.matlet.2012.05.093
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Materials Letters
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Jia; L. X.;Wang; Y. X.;Ou; X. D.;Shi; L. Q.;Ding; W.
  • 通讯作者：
    W.

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其他文献

H,He对Ti_3SiC_2材料力学性能影响的第一性原理研究
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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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    --
  • 作者：
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单粒子微束辐照装置的束流光学计算
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 作者：
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    核技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张斌;李敏;王建中;施立群;承焕生;杨铁莹;文闻;胡凤春
  • 通讯作者：
    胡凤春

其他文献

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一种新型聚变堆中子屏蔽结构材料及其抗辐照特性的研究
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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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