多元掺杂钨合金中复杂氧化物的析出调控及强韧化机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51901005
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0103.金属材料使役行为与表面工程
  • 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

W has been considered as important candidate material for plasma facing materials in fusion system. The limited operational temperature range of W due to the high ductile-to-brittle transition temperature and recrystallization induced brittleness can be extended by dispersion strengthening. However, particles with relatively large size tend to locate along grain boundaries (GBs), which contribute little to improve the high temperature strength and the brittleness resulted from the impurities concentrated on GBs. In order to solve this performance limiting issue, this project aims to investigate the precipitation control of complex oxide particles and the related strengthening-toughening mechanism in multi-doped W alloy. The research contents are as following: (1) investigation of the solution behavior of multi-doped constituents in W matrix during high energy ball milling to achieve fully mechanical alloying, (2) investigation of the relationship between heat treatments and precipitation behavior of complex oxide particles to tailor their size and distribution, and (3) characterization of microstructure and analysis of mechanical properties to understand the related strengthening-toughening mechanism. Based on the above study, a novel method and technique of obtaining W alloy with uniformly dispersed nanoscaled complex oxide particles will be developed. This project will provide scientific basis on how to develop high-performance W alloy for plasma facing materials in fusion system.
钨是聚变堆面向等离子体材料的重要候选材料。弥散强化有望扩宽钨由于低温及再结晶脆性造成的狭窄服役温度窗口。但是,制备过程中弥散相易在晶界处形成大尺寸颗粒,导致强化效果差且无法有效改善晶界杂质造成的脆性,严重限制了其工程实际应用。针对上述问题,本项目拟开展多元掺杂钨合金中复杂氧化物的析出调控及强韧化机理研究,主要包括(1)探究高能球磨过程中多元组分在钨基体中的固溶行为,制备多元掺杂机械合金化钨粉;(2)系统研究热处理工艺参数对复杂氧化物析出行为的影响规律,建立钨合金中复杂氧化物形成与演化行为的调控机理;(3)结合微结构和力学性能测试结果,阐明复杂氧化物对钨合金强韧化的作用机理。在此基础上,形成多元掺杂钨合金中纳米复杂氧化物的析出及其可控分布的新方法/新技术,为研发高强韧钨合金并最终应用于聚变堆面向等离子材料提供科学依据。

结项摘要

针对氧化物弥散强化钨合金中弥散颗粒易在晶界处形成大尺寸颗粒,导致强化效果差且无法有效改善晶界杂质造成的脆性问题,本项目围绕多元掺杂钨合金中复杂氧化物的析出调控及强韧化机理开展了研究,取得的主要研究成果如下:(1)与简单掺杂方式相比,多元掺杂机械合金化粉末颗粒更细且具有更多的晶体缺陷,有助于提高稀土氧化物组分在钨基体中的固溶度;(2)多元掺杂W-YT合金中弥散相为纳米级复杂Y2Ti2O7,晶内弥散相占比有所提高且与钨基体呈共格关系;(3)通过调控烧结制度即在1000℃保温5min保证纳米的γ-Al2O3形成,实现了含Al多元掺杂钨合金中弥散相的细化及强韧性的改善。(4)多元掺杂钨合金强韧性的改善得益于复杂氧化物弥散相吸收了多余的氧杂质及其晶粒细化作用。基于此,提出了可形成复杂氧化物弥散相的多元掺杂钨合金成分设计原则。本项目的研究成果为制备高强韧钨合金提供了新的途径和技术支撑,为其在聚变堆等极端环境中的工程应用奠定了一定的基础。

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)
Effects of Al addition with different contents on the performance of multi-doped tungsten alloys prepared by SPS
不同含量Al添加对SPS制备多掺杂钨合金性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.matchar.2022.111738
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Materials Characterization
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Honghong Sun;Man Wang;Jianing Zhou;Xiaoli Xi;Zuoren Nie
  • 通讯作者:
    Zuoren Nie
Structure evolution of Y2O3 and consequent effects on mechanical properties of W–Y2O3 alloy prepared by ball milling and SPS
Y2O3的结构演变及其对球磨和SPS制备的W-Y2O3合金力学性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.msea.2021.142448
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Materials Science and Engineering: A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Man Wang;Honghong Sun;Baolin Pang;Xiaoli Xi;Zuoren Nie
  • 通讯作者:
    Zuoren Nie
Refinement of Al-containing particles and improvement in performance of W-Al-Y2O3 alloy fabricated by a two-step sintering process
两步烧结W-Al-Y2O3合金含Al颗粒细化及性能改善
  • DOI:
    10.1016/j.ijrmhm.2022.106028
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    International Journal of Refractory Metals and Hard Materials
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Honghong Sun;Man Wang;Jianing Zhou;Xiaoli Xi;Zuoren Nie
  • 通讯作者:
    Zuoren Nie
Effects of formation of complex oxide dispersions on mechanical properties and microstructure of multi-doped W alloys
复合氧化物弥散体的形成对多掺杂钨合金力学性能和微观结构的影响
  • DOI:
    10.1016/j.msea.2021.141806
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Sun Honghong;Wang Man;Xi Xiaoli;Nie Zuoren
  • 通讯作者:
    Nie Zuoren
Cantor合金力学性能及其组织稳定性研究进展
  • DOI:
    10.11896/cldb.20080242
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庞宝林;王曼;席晓丽
  • 通讯作者:
    席晓丽

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其他文献

基于高阶统计量的BCG信号特性分析
  • DOI:
    10.1098/rsos.160912
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  • 通讯作者:
    吴锡桂
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  • 作者:
    王曼;于治水;张培磊;郭志鹏;陈磊
  • 通讯作者:
    陈磊

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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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