冰层取心钻具表面防覆冰超疏水涂层及其耐久性

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41872183
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    66.0万
  • 负责人：
    朱丽娜
  • 依托单位：
    中国地质大学（北京）
  • 学科分类：
    D0209.第四纪地质学
  • 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

In the drilling technology of deep ice layer coring, it is urgent to improve the anti-icing and service durability of the coring drilling tools (cutting tools and bit bodies). But using traditional ethanol aqueous solution to dissolve ice debris and coating single PTFE coatings are not effective solution to the problem of ice formation on drilling tools. In this project, one-step spraying method is used to fabricate PTFE/SiO2 composite super-hydrophobic coatings with both low surface energy and micro-nano scale rough structure on the drilling tool, in order to effectively improve the anti-icing and service durability of drilling tool. The effects of spraying parameters and process conditions on the micro-nano rough structure of the coating surface and the interface bonding state between the coating and substrate will be studied. The influence mechanism of micro-nano particles with different scales on the hydrophobicity, anti-icing and tribological properties will be revealed. The relationship between surface composition and structure, hydrophobicity and anti-icing will be established. The research results will provide theoretical basis and technical support for solving the problem of ice formation on the coring drilling tools and ensuring the service durability of the surface modified coatings
深部冰层取心钻探技术中，迫切需要提高取心钻具(切削具和钻头体)的防覆冰性和服役耐久性，但是使用传统的乙醇水溶液溶解冰屑和涂覆单一的PTFE涂层不能有效解决钻具结冰问题。针对这一问题，本项目提出利用“一步喷涂法”在钻具表面制备出兼具低表面能和微纳尺度粗糙结构的PTFE/SiO2复合超疏水涂层，以有效提升钻具的防覆冰性和服役耐久性；研究喷涂工艺参数和工艺条件对涂层表面微-纳米粗糙结构和涂层-基体界面结合状态的影响规律；揭示不同尺度的微-纳米粒子对涂层疏水性、防覆冰性及摩擦学性能的影响机制；建立表面组分及结构、疏水性与防结冰性三者之间的内在关系。本项目体现了多学科的交叉融合，研究成果将为解决取心钻具表面的结冰问题和保证表面改性层的服役耐久性提供理论基础和技术支持。

结项摘要

本项目针对极地钻探用钻具如切削具和钻头体表面结冰问题，利用一步喷涂法对钻具进行表面改性，并深入揭示了PTFE基复合涂层的疏水性及摩擦学行为对钻具性能的影响机制。主要面向钻具表面PTFE基复合涂层的制备方法，不同尺度的粗糙结构对疏水性及耐磨性的影响规律，表面组分及结构、疏水性与防结冰性三者之间的内在关系规律展开了研究。结果表明PTFE基复合涂层具有优异的疏水性能，能够延长金属基体表面的结冰时间，降低表面冰晶粘附力。研究成果为解决极地钻探工况下钻具表面PTFE基复合涂层的防结冰性能及服役耐久性提供理论依据和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量（28）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Study on the Friction Behaviors of Copper Nanowires in Ionic Liquids under External Voltages
外电压作用下铜纳米线在离子液体中的摩擦行为研究
  • DOI：
    10.1007/s11665-020-05073-5
  • 发表时间：
    2020-09
  • 期刊：
    Journal of Materials Engineering and Performance
  • 影响因子：
    2.3
  • 作者：
    Wang Zheng;Zhu Lina;Si Lina;Ren Xiaoyong;Wu Shuai
  • 通讯作者：
    Wu Shuai
Corrosion behavior of HVOF sprayed WC-10Co4Cr coatings in the simulated seawater drilling fluid under high pressure
HVOF喷涂WC-10Co4Cr涂层在模拟海水钻井液中的高压腐蚀行为
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Engineering Failure Analysis
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Zhou Yong-kuan;Liu Xiao-bin;Kang Jia-jie;Yue Wen;Qin Wen-bo;Ma Guo-zheng;Fu Zhi-qiang;Zhu Li-na;She Ding-shun;Wang Hai-dou;Liang Jian;Weng Wei;Wang Cheng-biao
  • 通讯作者：
    Wang Cheng-biao
热喷涂技术制备铝涂层及其在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性的研究现状
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    表面技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    靳子昂;朱丽娜;刘明;王海斗;康嘉杰;马国政
  • 通讯作者：
    马国政
Hydrophobicity and Wear Resistance of Textured Carbon Fiber/Polytetrafluoroethylene Composite Coatings
织构碳纤维/聚四氟乙烯复合涂层的疏水性和耐磨性
  • DOI：
    10.1007/s11665-022-06932-z
  • 发表时间：
    2022-04
  • 期刊：
    Journal of Materials Engineering and Performance
  • 影响因子：
    2.3
  • 作者：
    Lin-ting Wang;Rui-zhe Wang;Li-na Zhu;Wen Yue;Jia-jie Kang;Zhi-qiang Fu;Ding-shun She;Mei-gui Feng;Cheng-biao Wang
  • 通讯作者：
    Cheng-biao Wang
Effects of combined treatment of plasma nitriding and laser surface texturing on vacuum tribological behavior of titanium alloy
等离子渗氮与激光表面织构联合处理对钛合金真空摩擦学行为的影响
  • DOI：
    10.1088/2053-1591/ab0a26
  • 发表时间：
    2019-03
  • 期刊：
    Materials Research Express
  • 影响因子：
    2.3
  • 作者：
    Ming-Zheng Wang;Kang Jiajie;Wen Yue;Zhiqiang Fu;Li-na Zhu;Wen Yue;Chengbiao Wang
  • 通讯作者：
    Chengbiao Wang

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其他文献

大学生有氧运动能力与执行功能的关系:皮层厚度的中介作用
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    朱丽娜;殷恒婵;陈爱国;张海娣;熊轩;陈丹丹;崔蕾;王源
  • 通讯作者：
    王源
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超音速等离子喷涂PZT涂层的微观结构和介电性能
  • DOI：
    10.1007/s11666-013-0040-7
  • 发表时间：
    2014-02
  • 期刊：
    Journal of Thermal Spray Technology
  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    朱丽娜
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    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    朱丽娜
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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    健康研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱丽娜;冯真;郭清
  • 通讯作者：
    郭清

其他文献

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朱丽娜的其他基金

铝合金钻杆表面超疏水防腐耐磨复合涂层构建及强化机理
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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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