铝熔体中纳米SiC的超声辅助分散及压力成形均匀分布调控机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51574129
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0414.材料冶金加工
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Developing efficient material preparation methods to make nano particles easily added into molten melt, avoiding segregation in crystal boundary and uniformly dispersed in metal matrix are pressing questions in metal matrix nano-composites (MMNCs) researches. In this project, the rational combination of energy ball milling method, ultrasonic dispersion method and semi-solid rheocasting is proposed for preparing aluminum matrix nano-composites. In this processing, a nano-ceramic particles/Al composite powder is firstly prepared by high-energy ball milling method and formed as particles or billets, then molten method is applied and composite billet is added into melt, and dispersion enhanced by by ultrasonic vibration while the composite powder billets are remelted. Finally the semi-solid slurry of MMNCs is formed by rheo-squeeze casting or die-casting to obtain components with a compacted and uniform microsturcture under rapid cooling and high pressure. First, the variations of microstructure and morphology of the composite powder under high energy ball milling process will be studied. Then dispersion mechanism of the composite powder billets and its influence factors under ultrasonic vibration will be investigated. Next, microstructural evolution mechanism of composite powders and solidification behavior of the MMNCs semi-solid slurry under ultrasonic vibration will be studied. Finally, systematical research on the microstructure of rheo-squeeze casted components and its influence on the mechanical properties will be proposed. On this basis, an economic and efficient process, high-energy ball milling and ultrasonic rheocasting, which combining the preparation and forming for aluminum matrix nano-composites will be explored.
开发高效的材料制备方法,使纳米增强颗粒较容易地加入熔体中,并避免偏聚于晶界而均匀分布于基体中,是金属基纳米复合材料(MMNCs)领域亟待解决的关键问题之一。本项目针对纳米SiC增强铝基复合材料,提出将高能球磨技术、超声分散技术及半固态流变成形工艺有机结合,首先利用高能球磨工艺制备出纳米SiC颗粒/Al复合粉粒或粉坯;然后利用熔炼铸造法加入复合粉坯,通过对熔体进行高能超声处理进一步分散纳米增强颗粒;最后利用流变挤压铸造或高压铸造成形下的高压和较快的冷却速度,获得结构致密、颗粒分布均匀的零件。主要研究高能球磨过程中复合粉末的形貌、组织变化规律;研究超声作用下熔体中复合粉坯的分散机理及影响因素;研究不同压力及冷却速度下复合浆料凝固过程中纳米颗粒均匀分布的综合调控机制;系统研究流变压力铸造成形凝固组织及其对力学性能的影响规律。为开发出经济、高效的集MMNCs的制备与成形于一体的新技术提供理论基础。

结项摘要

本项目针对纳米颗粒难以加入铝熔体、以及难以在铝基体中均匀分布等问题,建立了纳米SiC颗粒增强铝基复合材料的液态制备新工艺。采用球磨预分散——固-液混合——机械搅拌——超声分散——铸造成形工艺,实现了纳米SiC颗粒在铝基体中的较均匀分布,制备出了较高性能的纳米SiC颗粒增强铝基复合材料。获得了纳米颗粒含量与SiCP/Al-Si复合材料组织及性能的关系,纳米SiCP含量增高时,材料的强度及韧性能够同时提高。制备出纳米SiCP/Al-5Cu复合材料,并获得了制备工艺参数与组织及性能的关系。获得了纳米SiC颗粒增强铝基复合材料熔体在不同成形压力下凝固的组织及性能变化规律,在0 400MPa压力下,随着压力的增加,纳米SiC颗粒的分布越来越均匀,基体组织的晶粒也越来越细小;复合材料的力学性能增加。获得了纳米SiC颗粒含量与复合材料熔体的表观粘度关系的规律性认识。纳米SiCP含量增高时复合浆料的表观粘度显著提高,获得了纳米SiC颗粒含量与复合材料熔体表观粘度关系的数学模型,对判断复合材料熔体的流动性及充型能力具有重要意义。设计并制备出新型纳米SiCP与Mg2Si混杂增强的(SiCP+Mg2Si)/Al-5Cu复合材料,两种增强相有相互细化及均匀分布效果,材料性能显著提高。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(4)
Variation of microstructure and mechanical properties with nano-SiCp levels in the nano-SiCp/AlCuMnTi composites
纳米SiCp/AlCuMnTi复合材料中微观结构和力学性能随纳米SiCp含量的变化
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2018.08.066
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Li Jianyu;Lu Shulin;Wu Shusen;Guo Wei;Li Fei
  • 通讯作者:
    Li Fei
Preparation of Al matrix nanocomposites by diluting the composite granules containing nano-SiCp under ultrasonic vibaration
超声振动稀释含纳米SiCp复合颗粒制备Al基纳米复合材料
  • DOI:
    10.1016/j.jmst.2018.01.003
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Journal of Materials Science & Technology
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Lu Shulin;Xiao Pan;Yuan Du;Hu Kun;Wu Shusen
  • 通讯作者:
    Wu Shusen
Nano-SiCP particles distribution and mechanical properties of Al-matrix composites prepared by stir casting and ultrasonic treatment
搅拌铸造和超声处理制备的铝基复合材料纳米SiCP颗粒分布及力学性能
  • DOI:
    10.1007/s41230-018-8009-2
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    China Foundry
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Wu Shu-sen;Yuan Du;Lu Shu-lin;Hu Kun;An Ping
  • 通讯作者:
    An Ping
Effect of in-situ TiB2 particles on microstructure and mechanical properties of Mg2 Si/Al composites
原位TiB2颗粒对Mg-2 Si/Al复合材料显微组织和力学性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2018.10.301
  • 发表时间:
    2019-03-05
  • 期刊:
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Du, Rui;Yuan, Du;Lu, Shulin
  • 通讯作者:
    Lu, Shulin
Effects of nano-SiCp content on microstructure and mechanical properties of SiCp/A356 composites assisted with ultrasonic treatment
超声辅助纳米SiCp含量对SiCp/A356复合材料微观结构和力学性能的影响
  • DOI:
    10.1016/s1003-6326(18)64862-9
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Transactions of Nonferrous Metals Society of China
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Hu Kun;Yuan Du;Lu Shu-lin;Wu Shu-sen
  • 通讯作者:
    Wu Shu-sen

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UPPA:面向异构众核系统的统一并行编程架构
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    --
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    --
  • 作者:
    吴树森;董小社;王宇菲;王龙翔;朱正东
  • 通讯作者:
    朱正东
流变挤压铸造Mg-6Zn-3RE-1.4Y镁合金的组织
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    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴树森;赵立;吕书林;安萍
  • 通讯作者:
    安萍
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    吴树森;毛有武;安萍;赵君文;万里
  • 通讯作者:
    万里
半固态流变压铸Al-20%Si合金充型能力的研究
  • DOI:
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  • 通讯作者:
    秦斌
超声波振动制备ZL101铝合金半固态浆料
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    特种铸造及有色合金
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴树森;赵君文;谢礼志
  • 通讯作者:
    谢礼志

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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

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          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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