纳米金属多层膜延性和疲劳性能的约束效应研究

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基本信息

  • 批准号：
    50971097
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    42.0万
  • 负责人：
    刘刚
  • 依托单位：
    西安交通大学
  • 学科分类：
    E0104.金属结构材料与力学行为
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

本项目拟在柔性基板上分别制备不同单层厚度和不同调制比的Cu/Ta(fcc/fcc型)和Cu/Cr(fcc/bcc型)纳米多层膜，采用微裂纹密度统计法和实时电阻变化监测法测定表征多层膜的延性和疲劳寿命，系统研究不同薄膜尺寸、界面数量和异质结构下多层膜各力学性能和损伤行为的变化规律，揭示强度和延性等静态力学性能指标对疲劳行为和疲劳性能的影响。通过与等厚度组元材料单层膜的力学性能和变形/损伤行为对比，澄清纳米多层膜中单层厚度变化引起的尺寸约束和界面数量变化引起的界面约束效应。开展TEM下原位实验，测定多层膜的载荷－位移曲线并同步观察微观组织动态演变，直观揭示约束作用对微观变形机制的影响，明确宏观性能约束效应的微观机理。研究结果不仅对应用于集成电路和微机电系统中的膜基器件的服役可靠性评价具有实际意义，同时也对深入理解材料微观约束变形与性能响应之间的关系提供理论依据。

结项摘要

以Cu/X(X=Cr, Nb, Zr)纳米金属多层膜为研究对象，重点研究了变形与断裂的约束效应和复合效应及其尺度依赖性，取得的主要研究进展如下：.(1) 提出了纳米金属多层膜硬质层先断裂、软层约束裂纹扩展的断裂机理，建立起了纳米多层膜的微观力学断裂模型，合理解释了多层膜延性和断裂韧性随单层厚度减小非单调变化并出现极大值的实验现象；(2) 揭示了纳米多层膜变形行为的内在与外在尺寸竞争效应，发现当内在调制周期大于20nm临界尺寸时，变形主要由内在尺寸所控制；反之，内在和外在尺寸对多层膜微柱试样变形行为的影响相当；(3) 提出了纳米金属多层膜疲劳性能的测试表征方法，总结归纳了调制结构尺寸效应、约束效应和复合效应对疲劳性能的影响规律。.本项目的研究结果有助于理解纳米尺度下层合材料的变形断裂行为，可为相关材料设计和性能优化提供借鉴。

项目成果

期刊论文数量（23）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Length-scale-dependent deformation and fracture behavior of Cu/X (X = Nb, Zr) multilayers: The constraining effects of the ductile phase on the brittle phase
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  • DOI：
    10.1016/j.actamat.2011.08.016
  • 发表时间：
    2011-11
  • 期刊：
    Acta Materialia
  • 影响因子：
    9.4
  • 作者：
    Zhang, J. Y.;Zhang, X.;Wang, R. H.;Lei, S. Y.;Liu, G.;Sun, J.
  • 通讯作者：
    Sun, J.
Length scale dependent yield strength and fatigue behavior of nanocrystalline Cu thin films
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  • DOI：
    10.1016/j.msea.2011.06.083
  • 发表时间：
    2011-09
  • 期刊：
    Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Zhang, J. Y.;Zhang, X.;Liu, G.;Wang, R. H.;Zhang, G. J.;Sun, J.
  • 通讯作者：
    Sun, J.
Intrinsic size-controlled strain hardening behavior of nanolayered Cu/Zr micropillars
纳米层 Cu/Zr 微柱的本征尺寸控制应变硬化行为
  • DOI：
    10.1016/j.scriptamat.2011.12.032
  • 发表时间：
    2012-05-01
  • 期刊：
    SCRIPTA MATERIALIA
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    Lei, S.;Zhang, J. Y.;Sun, J.
  • 通讯作者：
    Sun, J.
Double-inverse grain size dependence of deformation twinning in nanocrystalline Cu
纳米晶铜变形孪晶的双逆晶粒尺寸依赖性
  • DOI：
    10.1103/physrevb.81.172104
  • 发表时间：
    2010-05
  • 期刊：
    Physical Review B
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Zhang, J.Y.;Liu, G.;Wang, R. H.;Li, J.;Sun, J.;Ma, E.
  • 通讯作者：
    Ma, E.
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  • DOI：
    10.1063/1.4728178
  • 发表时间：
    2012-06
  • 期刊：
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Zhang, J. Y.;Wu, K.;Zhang, P.;Wang, R. H.;Liu, G.;Zhang, G. J.;Sun, J.
  • 通讯作者：
    Sun, J.

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  • 影响因子：
    4.1
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  • 通讯作者：
    刘刚
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  • 通讯作者：
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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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