碳热还原燃烧前驱物合成纳米碳化钨(WC)基粉末的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51774035
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0413.粉末冶金与粉体工程
  • 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

Aiming at the need of high-quality powder in the field of nano-crystalline or untrafine-crystalline tungsten carbide(WC)based composite material, this project puts forward the idea of preparing WC based nanopowder by combining low temperature combustion synthesis and carbothermal reduction. The thermodynamics and kinetics of the combustion synthesis process are investigated in order to reveal the combustion mechanisms and major influence factors. The influences of the raw materials ratio, ignition condition, combustion atmosphere and the other factors on the phase constituent, homogeneity, particle size and morphology of the obtained precursor are investigated. The reaction mechanisms and thermodynamics of the carbothermal reduction reaction of the combustion synthesized precursor are studied in details. The control rules about the size, structure and dispersion of WC, metal binders, and grain growth inhibitors are understood. This project is expected to broaden the application of low temperature combustion synthesis method, to enrich the theory and practice of combustion synthesis field, and to provide guidance to fabricate high performance non-oxide powder with several compositions.
本项目针对纳米或超细晶碳化钨(WC)基复合材料对高质量原料粉末的需求,提出将碳热还原与湿化学低温燃烧合成相结合制备纳米WC基粉末的研究思路。研究燃烧合成热力学和动力学,揭示燃烧合成前驱物的机理及控制因素,确立原料配比、点燃条件和燃烧环境等因素对前驱物物相、成分、粒子粒度和形貌的影响机制;研究燃烧前驱体各组分碳热还原反应机制与热力学,揭示碳化钨相、金属粘结相以及晶粒长大抑制剂等组分的粒度、结构和分布均匀性控制机制,建立碳热还原燃烧前驱物合成粒子细小、结构可控、分布均匀的纳米WC基粉末的工艺原理和技术基础。该研究拓展了低温燃烧合成的应用,丰富了燃烧合成领域的理论与实践,并将为发展新型多组分高性能非氧化物陶瓷粉末制备方法提供借鉴。

结项摘要

具有优异性能的纳米晶WC硬质合金在电子信息、计算机、汽车工业、航空航天、国防军工等众多领域有着巨大的应用潜力。纳米WC粉末的制备是生产纳米晶WC硬质合金的基础和关键。本项目以低价、易得的WO3和碳黑为原料,采用简便、短流程的碳热还原工艺合成了粒径小(≤100 nm),分散性好、粒度分布窄、纯度高(>99.9 wt.%)、化合碳含量(6.10 wt.%)接近理论值且游离碳含量低(0.09 wt.%)的纳米WC粉末,并详细研究了纳米WC粉末的合成过程、成核和生长机制。本方法不仅显著降低了加工温度(1100 °C),缩短了保温时间(3 h),还厘清了各要素的耦合作用机制,实现了对WC粉末特性的精确控制,并提供工艺技术和理论依据。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Effects of doping route on microstructure and mechanical properties of W-1.0wt.%La_2O_3 alloys
%20of%20掺杂%20路线%20对%20显微组织%20和%20机械%20性能%20of%20W-1.0wt.%La_2O_3%20合金
  • DOI:
    10.1016/s1003-6326(20)65462-0
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Transactions of Nonferrous Metals Society of China
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Yang Junjun;Chen Gang;Chen Zheng;Mu Xiaodong;Yu Ying;Zhang Lin;Li Xingyu;Qu Xuanhui;Qin Mingli
  • 通讯作者:
    Qin Mingli
Solution combustion synthesis of crystalline V2O3 and amorphous V2O3/C as anode for lithium-ion battery
溶液燃烧合成晶态V2O3和非晶态V2O3/C作为锂离子电池负极
  • DOI:
    10.1111/jace.16962
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of the American Ceramic Society
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Wu Haoyang;Zhang Ziyue;Qin Mingli;Wang Qianyu;Cao Zhiqin;Yu Ying;Jia Baorui;Qu Xuanhui
  • 通讯作者:
    Qu Xuanhui
Hollow Multihole Carbon Bowls: A Stress-Release Structure Design for High-Stability and High-Volumetric-Capacity Potassium-Ion Batteries
中空多孔碳碗:高稳定性、大容量钾离子电池的应力释放结构设计
  • DOI:
    10.1021/acsnano.9b04728
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    ACS Nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Zhang Zili;Jia Baorui;Liu Luan;Zhao Yongzhi;Wu Haoyang;Qin Mingli;Han Kun;Wang Wei Alex;Xi Kai;Zhang Lin;Qi Genggeng;Qu Xuanhui;Kumar Ramach;ran Vasant
  • 通讯作者:
    ran Vasant
Rapid synthesis of AlON powders by nitriding combustion synthesis precursor
氮化燃烧合成前驱体快速合成AlON粉末
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2021.05.078
  • 发表时间:
    2021-07-13
  • 期刊:
    CERAMICS INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Zhang, Yiming;Wu, Haoyang;Qu, Xuanhui
  • 通讯作者:
    Qu, Xuanhui
Study on influencing factors and mechanism of high-quality tungsten carbide nanopowders synthesized via carbothermal reduction
碳热还原合成高品质碳化钨纳米粉体影响因素及机理研究
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2021.158959
  • 发表时间:
    2021-02-16
  • 期刊:
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Wang, Qianyu;Wu, Haoyang;Qu, Xuanhui
  • 通讯作者:
    Qu, Xuanhui

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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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