使用功能梯度钎料连接氮化硅与耐热钢的机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    50975064
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    37.0万
  • 负责人：
    张杰
  • 依托单位：
    哈尔滨工业大学
  • 学科分类：
    E0508.成形制造
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

针对结构陶瓷与金属连接接头中，残余应力始终是制约接头性能提高的重要因素，本项目首次提出利用带有活性的功能梯度材料作为钎料进行陶瓷与钢连接的设计思想。以残余应力最小为原则，进行功能梯度活性钎料的结构设计，研究功能梯度钎料的体系设计、成分梯度、层数、厚度、钎焊工艺参数等因素对Si3N4－耐热钢连接接头的微观组织、室温及高温力学性能、耐热性、应力场分布的影响规律，探索实现陶瓷－耐热钢高品质连接的有效途径，揭示使用功能梯度活性钎料连接陶瓷－钢的连接机理，建立Si3N4陶瓷－FGM钎料－耐热钢接头应力场模型，探索有效降低接头残余应力的措施，为丰富和发展陶瓷－金属连接理论奠定基础。

结项摘要

氮化硅陶瓷是一种常用的结构陶瓷，研究该类陶瓷的连接具有重要的理论意义和实用价值。本研究通过向Ag-Cu-Ti钎料中添加一定体积分数的低热膨胀系数金属或陶瓷颗粒（SiC、Mo、WC和TiN）构成复合钎料，以降低钎料的热膨胀系数，达到降低接头内部的残余应力水平，提高接头的性能的目的。研究发现，无论向Ag-Ci-Ti钎料中添加上述何种颗粒，均提高了接头的力学性能。DIC研究表明，添加颗粒后引起接头内宏观残余应力水平的降低；钎料层内发生早期的塑性变形导致微观残余应力水平的下降；颗粒的增强效应共同作用，是接头的性能提高的原因。.　　当采用Ag-Cu-Ti+SiCp复合钎料连接Si3N4陶瓷时，当钎料成分为(Ag72Cu28)92Ti8+5vol.%SiCp，在900℃保温10min条件下，接头达到最高三点弯曲强度506.3MPa。钎缝内Ti与SiCp的反应逐步进行，先生成Ti3SiC2和Ti5Si3；当SiCp完全分解后，Ti3SiC2继续与Ti反应生成TiC和Ti5Si3。　　. 使用Ag-Cu-Ti+Mo复合钎料连接Si3N4陶瓷时，Ag基和Cu基固溶体组织构成钎缝的主体组织，在两类固溶体上弥散分布着Mo颗粒及Ti-Cu金属间化合物。采用Ag-Cu-Ti+Mo复合钎料连接Si3N4陶瓷和42CrMo钢，发现当钎料内Mo含量为10vol.%，Ti含量为4wt.%时，得到了最高的接头连接强度587.3MPa，是采用合金钎料连接接头性能的5.1倍。.采用Ag-Cu-Ti+TiNp复合钎料钎焊Si3N4陶瓷和42CrMo钢，接头的四点弯曲强度随复合钎料中TiNp体积分数的增加先增加后降低。使用(Ag72Cu28)96Ti4 +5vol.%TiNp钎料，在900℃保温5min时，接头的四点弯曲强度达到最高值376.11MPa，较未添加TiNp的钎焊接头性能提升了近一倍(187.98MPa)。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（1）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（1）
Microstructure evolution of Si3N4/Si3N4 joint brazed with Ag-Cu-Ti plus SiCp composite filler
Ag-Cu-Ti+SiCp复合填料钎焊Si3N4/Si3N4接头的显微组织演化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    CERAMICS INTERNATIONAL
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Zhang, J.;He, Y. M.;Sun, Y.;Liu, C. F.
  • 通讯作者：
    Liu, C. F.
Microstructure and mechanical properties of the Si3N4/42CrMo steel joints brazed with Ag-Cu-Ti plus Mo composite filler
Ag-Cu-Ti+Mo复合钎料钎焊Si3N4/42CrMo钢接头的显微组织与力学性能
  • DOI：
    10.1016/j.jeurceramsoc.2010.07.005
  • 发表时间：
    2010-11-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    He, Y. M.;Zhang, J.;Liu, C. F.
  • 通讯作者：
    Liu, C. F.
Effect of brazing temperature on microstructure and mechanical properties of Si3N4/Si3N4 joints brazed with Ag-Cu-Ti plus Mo composite filler
钎焊温度对Ag-Cu-Ti+Mo复合填料钎焊Si3N4/Si3N4接头显微组织和力学性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of Materials Science
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    He, Y. M.;Zhang, J.;Wang, X.;Sun, Y.
  • 通讯作者：
    Sun, Y.
Effect of holding time on microstructure and mechanical properties of Si3N4/Si3N4 joints brazed with Au58.7Ni36.5V4.8 filler alloy
保温时间对Au58.7Ni36.5V4.8钎料钎焊Si3N4/Si3N4接头显微组织和力学性能的影响
  • DOI：
    10.1007/s10853-011-5539-z
  • 发表时间：
    2011-04
  • 期刊：
    Journal of Materials Science
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Sun, Y.;Zhang, J.;Fan, G. H.;He, Y. M.;Shibayanagi, T.
  • 通讯作者：
    Shibayanagi, T.
Revealing the strengthening mechanism in Si3N4 ceramic joint by atomic force microscopy coupled with nanoindentation techniques
通过原子力显微镜结合纳米压痕技术揭示 Si3N4 陶瓷接头的强化机制
  • DOI：
    10.1016/j.jeurceramsoc.2012.04.004
  • 发表时间：
    2012-09-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    He, Yanming;Sun, Yong;Li, Xiaodong
  • 通讯作者：
    Li, Xiaodong

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  • 通讯作者：
    宋福平

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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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