钨薄膜中合金化元素对氢滞留起泡行为的影响研究

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基本信息

  • 批准号：
    51171006
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    朱开贵
  • 依托单位：
    北京航空航天大学
  • 学科分类：
    E0103.金属材料使役行为与表面工程
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

托卡马克装置中面对等离子体材料（PFM）的选择是聚变堆能否实现长期受控安全运行的关键之一。钨（W）被认为是托卡马克装置及未来反应堆中PFM的重要候选材料。W的氢泡问题直接影响等离子体稳定性以及PFM 的使用寿命，已经成为目前急需解决的关键问题。W的合金化是改善W材料性能的重要手段，可望成为抑制W中氢泡形成的有效方法。本项目以W为基体材料，选取Mo、Cr、Nb、B作为合金化元素，通过磁控溅射的方法制备W薄膜及其合金薄膜，利用低能大束流直线等离子体发生装置对薄膜材料进行H等离子体辐照实验，研究在H等离子体辐照下W合金中H的滞留起泡行为，试图揭示不同的合金化元素对W中H滞留起泡行为的影响规律及其微观机制，寻找抑制W中氢泡形成的有效途径，为聚变装置中PFM的设计、制备、应用提供实验基础和参考依据。

结项摘要

项目研究的任务是以Mo、Cr、Nb、B等作为W的合金化元素，通过磁控溅射的方法制备W合金薄膜，利用低能大束流直线等离子体发生装置对W合金薄膜材料进行H等离子辐照效应实验模拟，研究在H等离子体辐照效应下W合金中的H的滞留起泡行为，揭示不同的合金化元素对W中H滞留起泡行为的影响规律及其微观机制。我们已经成功制备了满足要求的W薄膜，利用国内外现有的离子辐照平台和直线等离子体发生装置上开展了相关条件的辐照实验，主要研究成果有：. (1) 完成了磁控溅射制备W及W合金化薄膜样品的工艺探索，得到了不同溅射参数对薄膜沉积的影响，并在此基础上，成功制备了厚度达到10μm，组织致密，具有特定取向的W及含Mo、Cr、Nb、B合金化元素的W薄膜样品。. (2) 利用热解析实验研究了W及W合金化样品中的氘的热脱附行为，初步得到了合金化元素Mo、Cr、Nb、B对W的中D、He辐照效应的影响结果。通过对等离子体辐照后W的表面进行研究，得到了不同元素对W辐照效应的影响以及W表面的辐照损伤与晶粒取向之间的对应关系。. (3) 对比W块体和W薄膜的辐照行为，发现微观结构对W的等离子体辐照损伤影响很大。常规W薄膜和具有纳米柱状结构的W薄膜样品，相比较W块体辐照损伤阈值更高。低能大束流的H离子辐照下，W薄膜和合金化W薄膜都不容易发生辐照起泡等现象。 . (4) 通过项目的实施，已发表12篇SCI论文，参加7次国际学术研讨会和2次国内学术研讨会，培养毕业了2名博士研究生，6名硕士研究生和1名本科生。另有4名博士研究生和2名硕士研究生在读。. 项目的研究结果表明合金化元素对W的H辐照效应会产生明显的影响，同时薄膜材料相对块体材料具有抗H辐照损伤的优势，有可能成为提高W抗辐照性能的途径之一，是聚变装置中PFM的设计、制备、应用的重要参考。.

项目成果

期刊论文数量（16）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（6）
Fabrication of Nano-Columnar Tungsten Films and Their Deuterium and Helium Ion Irradiation Effects
纳米柱状钨薄膜的制备及其氘、氦离子辐照效应
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/31/12/122801
  • 发表时间：
    2014-12
  • 期刊：
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Chen Zhe;Yu Jian-Gang;Feng Hong-Li;Zhu Kai-Gui
  • 通讯作者：
    Zhu Kai-Gui
Controllable Synthesis of WO3 Nanowires by Electrospinning and Their Photocatalytic Properties Under Visible Light Irradiation
静电纺丝可控合成WO3纳米线及其可见光照射下的光催化性能
  • DOI：
    10.1007/s40195-014-0138-z
  • 发表时间：
    2015-07
  • 期刊：
    Acta Metallurgica Sinica (English Letters)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhe Chen;Wu Wang;Kaigui Zhu
  • 通讯作者：
    Kaigui Zhu
A Monte Carlo simulation model for surface evolution by plasma etching
等离子刻蚀表面演化的蒙特卡罗模拟模型
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2013.04.171
  • 发表时间：
    2013-09
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Weijie Huang;Lishuang Feng;Zhen Zhou;Guanglu Ge
  • 通讯作者：
    Guanglu Ge
Hydrogen irradiation effect of W thin films prepared by magnetron sputtering deposition
磁控溅射沉积W薄膜的氢辐照效应
  • DOI：
    10.1016/j.nimb.2013.04.026
  • 发表时间：
    2013-07
  • 期刊：
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Fangshu Liu;Jiangang Yu;Shixiang Peng;Kaigui Zhu
  • 通讯作者：
    Kaigui Zhu
Pulse parameters influence on surface morphology and crystal orientation of electrodeposited tungsten coatings
脉冲参数对电沉积钨涂层表面形貌和晶体取向的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Rare Metals
  • 影响因子：
    8.8
  • 作者：
    Zhu Kaigui
  • 通讯作者：
    Zhu Kaigui

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  • 通讯作者：
    朱开贵

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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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