声场作用下等离子喷涂涂层的组织演变及性能控制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51904251
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0414.材料冶金加工
  • 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

Plasma spray was widely used for depositing coatings for its advantages, e.g. almost all kinds of materials could be sprayed, little heat affected on workpieces, high deposition efficiency, constituent and thickness could be controlled accurately, not be affected by matrix and shape of substrates, and so on. The performances of coatings were affected by the wetting and solidification process of molten droplets on substrate, during the spraying process. The effects of sound fields, such as sound pressure, acoustic streaming, mechanical effect and thermal effect, could promote wetting property of materials and affect solidification process. In this project, sound fields will be loading on stainless steel or Ni-based superalloy substrates during the plasma spray process of Ni-Al or Al2O3 coatings. The influence and mechanism of the sound fields on the microstructure, phase composition, crystallite size and distribution, roughness and bonding mode of interface of the particle coatings will be studied. And then, the evolution and mechanism of the sound fields on the microstructure of surface and cross section, phase composition and distribution, porosity and distribution, bonding stress, oxidation and corrosion resistance of the coatings will be studied. After that, the relations between evolution of microstructure and coating performance will be studied, and the prototypes of plasma spraying coatings controlled by sound fields will be proposed.
等离子喷涂技术凭借其可喷涂材料范围广、对工件热影响小、沉积效率高、成分和厚度精确可控、不受基体面积和形状因素影响等特点被广泛应用于涂层制备。喷涂过程中,熔滴在基体表面的润湿和凝固过程将影响涂层的组织及性能,而声场通过声压、声流效应、机械效应及热效应等作用能够促进材料润湿并影响凝固过程。本课题将声场作用于涂层等离子喷涂过程,在不同条件声场作用的不锈钢或镍基高温合金基体上沉积Ni-Al或Al2O3涂层,考察声场对等离子喷涂单层颗粒层的铺展形貌、相组成、晶粒尺寸及分布、表面粗糙度、界面结合方式的影响规律和作用机制;在此基础上,考察不同声场条件和不同等离子喷涂工艺下,涂层的表、截面组织形貌、相组成及其分布、孔隙率及其分布、与基体间结合强度的演变规律,以及涂层抗氧化、耐腐蚀等性能的演变规律及声场作用机制;在综合分析涂层组织演变与性能之间关系的基础上,提出利用声场控制涂层等离子喷涂过程的技术原型。

结项摘要

等离子喷涂技术凭借其可喷涂材料范围广、对工件热影响小、沉积效率高、成分和厚度精确可控、不受基体面积和形状因素影响等特点被广泛应用于材料的表面防护。涂层沉积过程中,熔滴在基体和已凝固熔滴表面的润湿、在已凝固熔滴间隙间的填充及凝固共同构成影响等离子喷涂涂层组织及性能的基本物理过程。声场通过其声压、声流效应、机械效应及热效应等作用能够促进材料润湿和流动并影响凝固过程。本项目通过研究声场作用下单层颗粒层和涂层的等离子喷涂沉积过程,探索了声场对等离子喷涂涂层组织及性能的影响规律和作用机制。研究结果表明,将声场作用于单层颗粒层的等离子喷涂过程,单层颗粒层在基体表面的铺展被有效促进。同时,声场的作用效果随其频率和基体对熔滴润湿性能的增强而显著增强。涂层沉积过程中加载声场,其组织变得致密,与基体间的结合强度显著提升;同时,涂层内部的残余应力降低、耐磨性能提高。声场的作用效果与其频率和喷涂工艺有关,增大频率能够有效提升涂层的综合性能;通过调控喷涂工艺而提升熔滴温度亦能有效提升声场的作用效果。通过合理调控声场频率和喷涂工艺,涂层的孔隙率可降低70%以上,同时涂层与基体的结合强度可提高75%以上。声场通过影响涂层等离子喷涂沉积过程的基本物理过程实现对涂层组织及性能的有效调控。因此,该手段适用于多种材料的等离子喷涂的组织及性能调控;同时,其他与等离子喷涂基本物理过程相近的热喷涂亦可通过该手段实现对涂层组织及性能的调控。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Frequency dependence of sound field effect on microstructure and wear performance of plasma sprayed Ni-10 wt.%Al coatings
频率%20依赖性%20of%20声音%20场%20效果%20on%20微观结构%20和%20磨损%20性能%20of%20等离子%20喷涂%20Ni-10%20wt.%Al%20涂层
  • DOI:
    10.1016/j.surfcoat.2020.125967
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Surface and Coatings Technology
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Gao Pengfei;Liu Tie;Wang Chao;Wu Anping;Li Zhanliang;Li Guojian;Wang Qiang
  • 通讯作者:
    Wang Qiang
碳化硅复合封孔剂对等离子喷涂YSZ 涂层高温抗氧化性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国体视学与图像分析
  • 影响因子:
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  • 作者:
    干明珠;马茜茜;杜今文;李兰兴;曹梅莉;董蒙;高鹏飞
  • 通讯作者:
    高鹏飞
Structural modifications induced by ultrasonic vibration during plasma spray deposition Ni coating on Al substrate
铝基体上等离子喷涂沉积镍涂层过程中超声振动引起的结构变化
  • DOI:
    10.1016/j.surfcoat.2022.128600
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
    Surface & Coatings Technology
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Zhanliang Li;Yuxing He;Tie Liu;Baijun Yang;Penfgei Gao;Jun Wang;Qiang Wang
  • 通讯作者:
    Qiang Wang
Influence of spraying power and immersion time on electrochemical corrosion of Ni-5wt.%Al alloy coatings in 3.5 wt.% NaCl solution
影响%20of%20喷涂%20power%20and%20浸泡%20time%20on%20电化学%20腐蚀%20of%20Ni-5wt.%Al%20合金%20涂层%20in%203.5%20wt.%%20NaCl%20溶液
  • DOI:
    10.1142/s0217984922420404
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Modern Physics Letters B
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Yuxing He;Xinyu Feng;Jinwen Du;Lanxing Li;Jianping Gong;Liangfeng Li;Pengfei Gao
  • 通讯作者:
    Pengfei Gao

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  • 通讯作者:
    高鹏飞

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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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