质子辐照对TiNi合金马氏体相变和形状记忆特性的影响规律及机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51271066
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    高智勇
  • 依托单位：
    哈尔滨工业大学
  • 学科分类：
    E0110.金属生物与仿生材料
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2012
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

In the present study, microstructure, martensitic transformation behavior and shape memory properties of the proton irradiated TiNi alloys will be carried out to meet the requirement of high reliability and long lifetime of space vehicle. The key scientific problem of the project is to reveal the interaction between high energy proton and TiNi alloys, build the physical model to understand the transportation process of energy and weight of energetic proton particles in TiNi alloys,then a model will be established to reveal the formation and evolution mechanism of defects and new phase induced by the high energy proton irradiation. Moreover,the effect of proton irradiation on the martensitic transformation characterisitics will be systematically investigated and the model for the coupling effect betwween the defects and lattice atom of TiNi alloys will be build to understand the mechanism of martensitic transformation under the irradiation defects.Furthermore,the influence of proton irradiation on mechanical properties and shape memory behavior will be studied, and the behind mechanism will be clarified based on the microstructure evolution during irradiation.
针对航天器高可靠性长寿命的国家重大科技需求，开展质子辐照对TiNi合金微观组织结构、马氏体相变以及形状记忆特性的影响规律及微观机制研究。项目核心科学问题在于：研究辐照质子与TiNi合金交互作用的物理过程，建立辐照质子在TiNi合金中的能量及质量沉积物理模型，揭示质子辐照诱发缺陷和新相的形成及演化机理；查明质子辐照对TiNi合金马氏体马氏体相变特征的影响规律，建立缺陷与晶格原子耦合作用模型，揭示辐照缺陷作用下的马氏体相变机制；研究质子辐照对TiNi合金力学行为以及形状记忆特性的影响规律，结合微观组织分析，阐明质子辐照影响TiNi合形状记忆特性的内在本质。

结项摘要

目前，对离子辐照TiNi合金马氏体相变和形状记忆特性影响的研究主要集中在重离子和电子的条件下。而在低地球轨道空间环境下具有大量的高能质子，针对航天器高可靠性长寿命的需求，本项目主要研究高能质子辐照对TiNi合金微观组织结构、马氏体相变以及形状记忆效应的影响及其微观机制。本研究不仅对于长寿命航天器中的材料设计具有现实的指导意义，同时对于拓展非均匀体系的马氏体相变机制研究有着重要的理论意义和科学价值。.本项目根据等效束流密度方法选择经过不同能量或剂量的质子辐照TiNi合金为研究对象，首先计算分析合金原子的离位阈能，模拟辐照质子在TiNi合金中的能量和质量输运效应，查明了辐照质子在TiNi合金中的存在深度及其浓度-深度分布规律；其次，深入研究了高能质子对TiNi合金辐照层微观组织结构影响规律及其微观机理，研究发现质子辐照诱发合金表层由马氏体相转变为奥氏体相，并伴有Ti2Ni析出相的生成，揭示了质子辐照诱发缺陷和新相的形成及演化机理；第三，系统研究了质子辐照对TiNi合金马氏体马氏体相变特征的影响规律，研究发现随着质子辐照剂量的升高马氏体相变温度逐渐升高，揭示了质子辐照缺陷作用下的马氏体相变机制；最后，研究了质子辐照对TiNi合金力学行为以及形状记忆特性的影响规律，研究发现质子辐照导致形状恢复率显著降低，结合微观组织分析，阐明质子辐照影响TiNi合金形状记忆特性的内在本质。通过本项目研究，成功揭示了揭示质子辐照诱发缺陷和新相的形成及演化机理，并建立缺陷与晶格原子耦合作用模型，明确了质子辐照对TiNi合金马氏体相变特征的影响规律，结合微观组织分析，阐明了质子辐照影响TiNi合金形状记忆特性的物理本质，为进一步研发满足高寿命高稳定性的TiNi合金部件提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Effect of heat treatment on the crystal structure, martensitic transformation and magnetic properties of Mn53Ni25Ga22 ferromagnetic shape memory alloy
热处理对Mn53Ni25Ga22铁磁形状记忆合金晶体结构、马氏体相变及磁性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.jmmm.2015.09.075
  • 发表时间：
    2016-02
  • 期刊：
    Journal of Magnetism and Magnetic Materials
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    G.F. Dong;Z.Y. Gao
  • 通讯作者：
    Z.Y. Gao
The martensitic transformation of Ti-Ni shape memory thin films under proton irradiation
质子辐照下Ti-Ni形状记忆薄膜的马氏体转变
  • DOI：
    10.1016/j.tsf.2015.01.023
  • 发表时间：
    2015-06
  • 期刊：
    Thin Solid Films
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Wang, H. Z.;Zhu, Y. Y.;Meng, X. L.;Cai, W.
  • 通讯作者：
    Cai, W.
Martensitic transformation and microstructure of dual-phase Ti44Ni47Nb9 shape memory alloy after high-velocity impact
双相Ti44Ni47Nb9形状记忆合金高速冲击后的马氏体相变及显微组织
  • DOI：
    10.1016/j.matchar.2016.10.028
  • 发表时间：
    2016-12
  • 期刊：
    Materials characterization
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Yingying Zhu;Haizhen Wang;Zhiyong Gao
  • 通讯作者：
    Zhiyong Gao
Phase transformation and mechanical properties of Ti50Ni50 alloy after high-velocity impact
Ti50Ni50合金高速冲击后的相变及力学性能
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2015.12.235
  • 发表时间：
    2016-04
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Yingying Zhu;Haizhen Wang;Zhiyong Gao
  • 通讯作者：
    Zhiyong Gao
Effect of aging on phase transformation, thermoelastic and fracture behavior of Mn53Ni25Ga22 ferromagnetic shape memory alloy
时效对Mn53Ni25Ga22铁磁形状记忆合金相变、热弹性及断裂行为的影响
  • DOI：
    10.1016/j.msea.2013.10.064
  • 发表时间：
    2014-01
  • 期刊：
    Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    S. Yang;H.J. Zhang;G.F. Dong;W. Cai
  • 通讯作者：
    W. Cai

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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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