凝固过程中临界晶核晶体结构形成路径的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51101125
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    王志军
  • 依托单位：
    西北工业大学
  • 学科分类：
    E0102.金属材料制备与加工
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

凝固过程中的形核控制是先进材料制备的基础。以形核为起始的相变总伴随着晶体结构的形成，经典形核理论回避了形核过程中的晶体结构问题，不能反映与晶体结构有关的形核动力学过程。晶核孕育过程的晶体结构演变是形核过程中的重要问题，临界晶核晶体结构的形成路径不仅有助于从原子尺度上深入理解形核过程及机制，更是形核控制及相选择的基础。本项目采用晶体相场模型，针对面心立方、体心立方等简单晶体结构，从原子尺度出发，系统研究凝固过程中临界晶核的形成过程；阐明晶体结构形成路径及转变机制，确定晶体结构形成路径随过冷度变化的选择图；分析晶体结构转变过程中液/固界面结构特征，明晰界面能及其各向异性与晶体结构间的关联；明确临界晶核的形态、尺寸、晶体结构及界面结构之间的内在联系，建立根据晶体结构的形成路径计算临界形核功的方法。本项目的完成，可为从原子层面进一步深入理解形核机制以及建立包含晶体结构的形核动力学理论奠定基础。

结项摘要

凝固过程中的形核控制是先进材料制备的基础。结晶过程中的形核总伴随着晶体结构的形成，经典形核理论回避了形核过程中的晶体结构问题，不能反映与晶体结构有关的形核动力学过程。晶核孕育过程的晶体结构演变是形核过程中的重要问题，阐明晶核晶体结构的形成路径不仅有助于从原子尺度上深入理解形核过程及机制，更是形核控制及相选择的基础。本项目采用晶体相场模型，针对面心立方、体心立方等简单晶体结构，从原子尺度出发，系统地研究凝固过程中晶核的形成过程中与晶体结构有关的特征。取得以下的主要成果：1.建立了描述固液相变的统一晶体相场模型，并实现了谱方法高效求解及计算加速；2.揭示了过冷度与界面能、晶体结构、晶体生长形态之间的内在联系；3.阐明了晶体结构形成路径以及分步形核中晶体结构转变的动力学和热力学机制。本项目的完成，揭示了形核与晶体结构的联系，从原子尺度深入了对形核过程的认识，为建立包含晶体结构的形核动力学理论奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Effect of the direct correlation function on phase diagram of the two-mode phase field crystal model
直接相关函数对二模相场晶体模型相图的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    Guo Can;Wang Zhi-Jun;Wang Jin-Cheng;Guo Yao-Lin;Tang Sai
  • 通讯作者：
    Tang Sai
Interactions between grain boundary and compositional domain boundary during spinodal decomposition in nanocrystalline alloys
纳米晶合金旋节线分解过程中晶界和成分域边界之间的相互作用
  • DOI：
    10.1080/14786435.2013.765982
  • 发表时间：
    2013-06
  • 期刊：
    Philosophical Magazine
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Wang, Zhijun;Wang, Jincheng;Tang, Sai;Guo, Yaolin;Li, Junjie;Zhou, Yaohe;Zhang, Zhongming
  • 通讯作者：
    Zhang, Zhongming
GPU-accelerated phase field simulation of directional solidification
GPU 加速的定向凝固相场模拟
  • DOI：
    10.1007/s11431-014-5541-1
  • 发表时间：
    2014-06-01
  • 期刊：
    SCIENCE CHINA-TECHNOLOGICAL SCIENCES
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Gao Ang;Hu YanSu;Wang JinCheng
  • 通讯作者：
    Wang JinCheng
Quasi-two-dimensional equilibrium solid/liquid interface of colloids at low osmotic pressure
低渗透压胶体准二维平衡固/液界面
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Journal of Crystal Growth
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Zhijun Wang;Jincheng Wang;Lilin Wang;Junjie Li;Yaohe Zhou
  • 通讯作者：
    Yaohe Zhou
Phase-field study of competitive dendritic growth of converging grains during directional solidification
定向凝固过程中会聚晶粒竞争枝晶生长的相场研究
  • DOI：
    10.1016/j.actamat.2011.11.037
  • 发表时间：
    2012-02-01
  • 期刊：
    ACTA MATERIALIA
  • 影响因子：
    9.4
  • 作者：
    Li, Junjie;Wang, Zhijun;Wang, Jincheng
  • 通讯作者：
    Wang, Jincheng

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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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