碳化硅纳米纤维改性C/C复合材料微观织构优化及摩擦磨损行为与机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    51505503
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    陈洁
  • 依托单位：
    中南大学
  • 学科分类：
    E0505.机械摩擦学与表面技术
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

With the development of axes sealing material for aeroengine, the traditional carbon/carbon composites shows disadvantages of friction instability and large wear, especially at high temperature. these disadvantages restrict their widespread application in the field of axes sealing material with high performance and high reliability for aeroengine.In this project, SiC nanofibers (SiCNF) are designed to optimized the microtexture and tribological properties of C/C composites. SiCNF grow on the carbon fibers by catalytic chemical vapor deposition and carbon matrix are prepared by chemical vapor deposition. The modified C/C composites are obtained. The influence of SiCNF on the deposition of pyrolytic carbon are studied. The formation mechanism of microtexture of fiber/PyC interface are investigated. The mechanical properties and failure mechanism of nanofiber-modified C/C composites are investigated. The friction and wear behavior and mechanism under different conditions are investigated. The relationship between tribological properties and material microstructure, the match between tribological properties and mechanical properties are explored, and the optimal control method is proposed. The modified C/C composites with both excellent tribological and mechanical properties are obtained, which will provide theoretical guidance and methodological basis for design and preparation of high-performance sealing materials.
随着航空发动机轴间密封材料的发展，常规C/C复合材料存在摩擦系数不稳定，高温磨损量偏大等不足，制约了其在新一代航空发动机密封材料领域的应用。本项目设计具有优异耐磨性能的碳化硅纳米纤维（SiCNF）新组元，优化C/C复合材料微观织构，提高其摩擦磨损性能。采用催化化学气相沉积法在预制体炭纤维表面原位生长SiCNF，然后采用化学气相渗透工艺制备基体热解炭，得到纳米纤维改性C/C复合材料。研究SiCNF对热解炭沉积模式的影响机理，探讨炭纤维/热解炭界面层微观织构形成机制，获得组织优化控制；研究不同载荷、对偶件和环境下改性C/C复合材料的室温及高温摩擦磨损行为、SiCNF对材料摩擦磨损性能的影响机制，揭示改性材料的摩擦磨损机理及其与材料微观组织结构的内在关联，提出优化控制方法，获得优异摩擦磨损性能的改性C/C复合材料，为设计制备新一代高性能航空发动机密封材料用C/C复合材料提供理论指导和方法基础。

结项摘要

航空发动机密封系统对整个发动机的工作性能及可靠性具有至关重要的作用。用于航空发动机的轴间密封材料，如主密封环，是主轴密封的关键零件，它与密封跑道相对高速旋转，两者间形成极小的间隙，限制流体泄露从而实现密封。随着航空发动机轴间密封材料的发展，常规C/C复合材料存在摩擦系数不稳定，高温磨损量偏大等不足，制约了其在新一代航空发动机密封材料领域的应用。本项目提出在母体炭纤维上原位生长二次SiCNF，利用准一维线性结构，在CVI过程中干预碳氢气体在其表面的热解沉积过程，调控炭纤维/热解炭界面层的微观织构，大大提高了材料的热物理性能，最终显著改善了C/C复合材料的摩擦磨损性能。系统研究了SiCNF对C/C复合材料的微观组织结构的影响机理，深入分析了SiCNF在改性复合材料在室温以及高温摩擦磨损过程中的作用机制，所研制的SiCNF-C/C复合材料有效满足新一代航空发动机轴间密封材料对摩擦磨损性能的要求。

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（4）
石墨粒度及沥青粘结剂对铜-石墨电刷材料性能的影响
  • DOI：
    10.19476/j.ysxb.1004.0609.2017.07.12
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    中国有色金属学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    林雪阳;刘如铁;熊翔;陈洁
  • 通讯作者：
    陈洁
Mechanical properties of carbon/carbon composites with the fibre/matrix interface modified by carbon nanofibers
碳纳米纤维改性纤维/基体界面的碳/碳复合材料的力学性能
  • DOI：
    10.1016/j.msea.2016.01.013
  • 发表时间：
    2016-02
  • 期刊：
    Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Jie Chen;Long Huang;Peng Xiao;Xiang Xiong
  • 通讯作者：
    Xiang Xiong
Effect of heat treatment on cracking and strength of carbon/carbon composites with smooth laminar pyrocarbon matrix
热处理对光滑层状热解碳基体碳/碳复合材料开裂和强度的影响
  • DOI：
    10.1016/j.matdes.2016.06.017
  • 发表时间：
    2016-10
  • 期刊：
    Materials and Design
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Xia Lihong;Huang Boyun;Zhang Fuqin;Liu Zuming;Chen Tengfei;Zhang FQ
  • 通讯作者：
    Zhang FQ
Thermal Conductivity of Carbon/Carbon Composites with the Fiber/Matrix Interface Modified by Silicon Carbide Nanofibers
碳化硅纳米纤维改性纤维/基体界面碳/碳复合材料的导热性能
  • DOI：
    10.4236/aces.2016.64045
  • 发表时间：
    2016-08
  • 期刊：
    Advances in Chemical Engineering and Science (ACES)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    chen jie;xiong xiang;xiao peng
  • 通讯作者：
    xiao peng

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    陈儒玉

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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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