超稳铁基金属玻璃能量状态对软磁性能的影响及其物理机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51771216
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    王军强
  • 依托单位：
    中国科学院宁波材料技术与工程研究所
  • 学科分类：
    E0106.金属低维与亚稳材料
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The nonequilibrium fast-cooling process for fabricating metallic glasses causes strong internal stress and structural heterogeneity. As a result of magneto-elastic coupling interaction, the soft magnetic properties of Fe-based metallic glasses get deteriorated. The ultrastable Fe-based metallic glasses, which have high stability and very low energy, probably have weak internal stress and exhibit excellent soft magnetic properties. In this proposal, we will fabricate ultrastable Fe-based metallic glasses with low energy by controlling the relaxation temperature and relaxation time. The optimal parameters for fabricating ultrastable Fe-based metallic glasses will be determined. The quantitative relationship between soft magnetic parameters and energy of Fe-based metallic glasses will be studied. By measuring the relaxation kinetics and the evolution of relaxation activation energy, different relaxation modes will be distinguished and their influence on soft magnetic properties will be studied. By studying the evolutions of micro heterogeneity of mechanical properties and magnetic domains along with the relaxation, their correlation will be established to explain the micro mechanism for the influence of energy states on soft magnetic properties of ultrastable Fe-based metallic glasses. These results are expected to be helpful for designing new metallic glasses with excellent soft magnetic properties.
急冷方法制备金属玻璃属于非平衡凝固过程，将会引起严重的内应力和结构不均匀性，对软磁性能不利。超稳铁基金属玻璃具有高稳定性、极低的能量状态和均匀的结构，有可能具有非常低的内应力，从而表现出非常优异的软磁性能。本项目拟通过调节弛豫温度和时间，制备具有低能量状态的高稳定性铁基金属玻璃，研究制备超稳铁基金属玻璃的最优化条件以及金属玻璃能量状态与软磁性能之间的定量关系；通过测量弛豫动力学随着退火温度和时间的演化，计算弛豫激活能，研究不同弛豫模式对软磁性能的影响；通过研究微观结构不均匀性和磁畴随着弛豫过程的演化规律，解释铁基金属玻璃软磁性能随着能量状态变化的微观机制。这些结果将为研发具有优异软磁性能的金属玻璃提供新思路。

结项摘要

本工作以低能量超稳非晶合金的制备为切入点，研究弛豫和晶化规律，并系统研究超稳特性对铁基非晶合金软磁功能特性的影响规律和机制。在本项目主要成果如下：（1）发现单一温度等温退火过程并不是单一的弛豫动力学过程，而是先后经历了β弛豫和α弛豫。（2）β弛豫能够有效改善Fe基非晶合金软磁性能，同时保持良好的力学性能；α弛豫阶段对软磁性能没有明显影响，但力学变形能力变差，非晶合金变脆。（3）深入研究β弛豫影响磁性能的微观机理，发现β弛豫对应的不均匀性结构与磁畴壁之间存在耦合作用，符合磁弹耦合理论，磁畴壁厚度约36nm，与结构涨落尺度相当，存在耦合。（4）研究了双步等温退火过程中，反常弛豫——记忆效应产生的物理起源，即超低能量深度弛豫伴随的大激活熵是触发记忆效应的关键。这些研究结果不但可以深刻认识非晶合金中的磁弹耦合相互作用及其微观物理机制，亦可以为研发具有更加优异软磁性能的新型非晶合金、改善铁基非晶合金生产工艺提供理论指导。

项目成果

期刊论文数量（20）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Recipe for ultrafast and persistent phase-change memory materials
超快持久相变存储材料的配方
  • DOI：
    10.1038/s41427-020-00246-z
  • 发表时间：
    2020-09-25
  • 期刊：
    NPG ASIA MATERIALS
  • 影响因子：
    9.7
  • 作者：
    Ding, Keyuan;Chen, Bin;Rao, Feng
  • 通讯作者：
    Rao, Feng
Magnetocaloric effect in ercu-based metallic glass composite
铒基金属玻璃复合材料的磁热效应
  • DOI：
    10.1016/j.jnoncrysol.2020.120004
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Non-Crystalline Solids
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Feng Jingqing;Li Fengmei;Wang Gang;Wang Jun-Qiang;Huo Juntao
  • 通讯作者：
    Huo Juntao
Fragile-to-strong crossover in optimized In-Sb-Te phase-change supercooled liquids
优化的 In-Sb-Te 相变过冷液体中的脆性到强性的交叉
  • DOI：
    10.1103/physrevmaterials.4.033403
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW MATERIALS
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Chen Yimin;Gu Jierong;Zhang Qian;Mao Yuanen;Wang Guoxiang;Wang Rongping;Shen Xiang;Wang Jun-Qiang;Xu Tiefeng
  • 通讯作者：
    Xu Tiefeng
Two-step relaxations in metallic glasses during isothermal annealing
等温退火过程中金属玻璃的两步弛豫
  • DOI：
    10.1016/j.intermet.2017.11.016
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Intermetallics
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Song Lijian;Xu Wei;Huo Juntao;Wang Jun-Qiang;Wang Xinmin;Li Runwei
  • 通讯作者：
    Li Runwei
Influence of Cu addition on the glass transition behavior of LaCe-based metallic glasses
Cu添加对LaCe基金属玻璃玻璃化转变行为的影响
  • DOI：
    10.1016/j.intermet.2017.12.019
  • 发表时间：
    2018-03
  • 期刊：
    Intermetallics
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Song L. J.;Bi J. Z.;Li R.;Xu W.;Huo J. T.;Wang J. Q.;Wang X. M.
  • 通讯作者：
    Wang X. M.

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其他文献

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应
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    10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    王军强
金属玻璃流变的扩展弹性模型
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    王军强;欧阳酥
  • 通讯作者：
    欧阳酥
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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低温液氮冷屏蔽系统空间运行状态数值模拟研究
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    --
  • 发表时间：
    2020
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  • 作者：
    殷 丽;张周卫;汪雅红;王军强;陈 联
  • 通讯作者：
    陈 联
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    山东农业科学
  • 影响因子：
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  • 作者：
    张金恒;刘建庭;姚振旋;王军强;李大鹏
  • 通讯作者：
    李大鹏

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王军强的其他基金

高性能非晶纳米晶软磁合金结构涨落基元调控及其对性能的影响研究
  • 批准号：
    92163108
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    重大研究计划
非晶合金的功能特性研究
  • 批准号：
    51922102
  • 批准年份：
    2019
  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    优秀青年科学基金项目
自旋玻璃和金属玻璃的玻璃转变动力学相似相异性研究
  • 批准号：
    11504391
  • 批准年份：
    2015
  • 资助金额：
    24.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

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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