复杂高性能构件内表面功能涂层的热等静压制备机理与调控

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51905192
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0508.成形制造
  • 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

The aerospace key components such as turbine disks are in a harsh service environment and are subject to multiple factors, which leads to severe challenges in terms of mechanical properties and surface properties. Therefore, high-performance integral forming technology is required for manufacturing, and functional coatings are required on the surface. However, after such components are integrally formed, it is difficult to prepare a functional coating on the surface of a complicated inner cavity by a conventional surface treatment method. To this end, the project proposes a new method of thermal isostatic pressing (HIP) integration to form complex high-performance components with functional coatings, to achieve the formation of complex high-performance components while completing the preparation of functional coatings on the inner surface. The project focuses on the two scientific problems of “co-diffusion and interface formation mechanism of dissimilar elements under high temperature and high pressure synchronization” and “coupling relationship and regulation mechanism of pre-coating state/HIP process and functional coating physical and chemical properties”. The evolution of the interface structure and physical and chemical properties of the coating and the formed member reveals the interaction mechanism between heat transfer and mass transfer between the coating and the formed member under multi-field coupling, and establishes the pre-coating state-hot isostatic pressing process- The mapping relationship between functional coating properties and the physical and chemical properties of functional coatings is proposed. The research results are expected to provide a theoretical basis for the preparation of functional coatings on hot isostatic pressing.
涡轮盘等航空航天关键构件服役环境苛刻,受多重因素耦合作用,导致其力学性能和表面特性同时面临着严峻的挑战,因而要求其制造需采用高性能整体成形技术,表面还需制备功能涂层。然而,此类构件整体成形后,采用传统的表面处理方法难以在其复杂内腔表面制备上功能涂层。为此,本项目提出热等静压(HIP)一体化形成具有功能涂层的复杂高性能构件的新方法,实现复杂高性能构件成形的同时完成内表面功能涂层的制备。项目围绕“高温高压同步作用下异种元素互扩散与界面形成机理”和“预涂层状态/HIP工艺与功能涂层理化性能的耦合关系和调控机制”两个科学问题,研究HIP高温高压作用下涂层与成形构件界面组织结构和涂层理化性能演变规律,揭示多场耦合作用下涂层与成形构件间的传热、传质交互作用机理,阐明预涂层状态和热等静压工艺对功能涂层性能的影响机制,提出功能涂层理化性能调控方法。研究成果有望为热等静压在线制备功能涂层提供理论基础。

结项摘要

涡轮盘等航空航天关键构件服役环境苛刻,受多重因素耦合作用,导致其力学性能和表面特性同时面临着严峻的挑战,因而要求其制造需采用高性能整体成形技术,表面还需制备功能涂层。然而,此类构件整体成形后,采用传统的表面处理方法难以在其复杂内腔表面制备上功能涂层。为此,本项目提出热等静压(HIP)一体化形成具有功能涂层的复杂高性能构件的新方法,实现复杂高性能构件成形的同时完成内表面功能涂层的制备。本项目主要研究内容与重要结果如下:(1)建立了粉末级配与径向/轴向收缩映射关系;(2)揭示了热等静压过程中压力传递受包套壁厚、材料屈服应力和泊松比等影响规律;(3)在钛合金表面制备厚度大约为150 μm的耐磨涂层,比无扩散层平均摩擦系降低了13.7%,磨损率降低了2.3倍;(4)成形直径130mm的航空航天缩比涡轮盘尺寸,热等静压成形件尺寸与目标尺寸最大误差为~0.3 mm。在执行期内,参加相关学术会议4次,并作会议交流报告;发表《Scripta Materialia》《Journal of Materials Science & Technology》等材料加工权威期刊论文11篇;申请发明专利5项;申请人获中国科协青年托举人才和湖北省百人计划,培养研究生4名。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effect of the capsule on deformation and densification behavior of nickel-based superalloy compact during hot isostatic pressing
胶囊对镍基高温合金坯体热等静压变形和致密化行为的影响
  • DOI:
    10.1007/s12613-021-2349-4
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
    International Journal of Minerals Metallurgy and Materials
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Lebiao Yang;Xiaona Ren;Cai Chao;Pengju Xue;M. Irfan Hussain;Yusheng Shi;Changchun Ge
  • 通讯作者:
    Changchun Ge
3D Printing and Chemical Dealloying of a Hierarchically Micro- and Nanoporous Catalyst for Wastewater Purification
用于废水净化的分级微孔和纳米孔催化剂的 3D 打印和化学脱合金
  • DOI:
    10.1021/acsami.1c14076
  • 发表时间:
    2021-10-12
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Cai, Chao;Guo, Sheng;Zhou, Kun
  • 通讯作者:
    Zhou, Kun

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其他文献

基于Hopkinson压杆的动态压剪复合加载实验研究
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  • 通讯作者:
    徐松林
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  • 期刊:
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    桂跃;张勤羽;宋文智;杜国庆;蔡超
  • 通讯作者:
    蔡超
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  • 发表时间:
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    陶崇福
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    罗安湘

其他文献

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蔡超的其他基金

PET中宽动态范围下高精度能量刻画方法的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
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    30 万元
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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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