微合金化Al-Cu-Sc合金的多重强化和多尺度断裂行为研究

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基本信息

  • 批准号：
    51171142
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 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：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

基于微合金化Al-Cu-Sc合金中不可变形θ′-Al2Cu时效析出相与可变形细小Al3Sc时效析出相多尺度分布的特征微观组织结构，本申请拟通过力学性能与微观结构之间的量化关联，阐明尺寸存在量级差别的该两类沉淀相对铝合金强韧化的耦合影响；通过位错理论及断裂力学建模，构建相应的多重强化和多尺度断裂理论框架。针对Sc添加促进θ′-Al2Cu均匀析出的微合金化作用，采用高分辨透射电镜、三维原子探针等先进分析手段研究时效初期原子团簇的形成、演变及其对θ′-Al2Cu强化相析出的影响，进一步深入理解Sc的微合金化机理。同时，为澄清多重影响中的单因素相关性，分别研究Al-Cu和Al-Sc两种对比合金中单一盘片状θ′-Al2Cu沉淀相和单一球状Al3Sc沉淀相(可变形/不可变形)与位错的相互作用，明确沉淀相性态和形态对铝合金变形断裂的影响，尝试建立普适的单一沉淀相的强韧化理论模型。

结项摘要

微合金化是当前铝合金行业的研究热点和发展方向，但是相关机制研究及其工业层次的应用还处在初步阶段。本项目采用透射电子显微镜(TEM)和三维原子探针技术(3DAP)深入分析了Al-Cu-X (X = Sc和Sn)合金中微量添加元素X的微合金化作用及其对时效析出热/动力学行为的影响，通过拉伸力学性能测试建立起了屈服强度和拉伸延性与微观组织参数之间的关系。研究结果表明：尽管Sc和Sn的微量添加均具有强烈的微合金化作用，即细化θ‘-Al2Cu 强化相颗粒的同时提高析出密度，但是其微合金化机制存在不同。Sc的微合金机制主要是在θ’-Al2Cu界面上的偏聚，通过降低界面能抑制θ’-Al2Cu长大；而Sn的微合金化机制是形成细小Sn颗粒，在时效过程中作为形核质点促进θ‘-Al2Cu相的形核和非均匀析出，使析出相密度增加，尺寸减小。力学性能上，经优化热处理后的Al-Cu-Sc合金，与未合金化的Al-Cu合金比，屈服强度可提高1倍以上，同时拉伸延性提高约10%，实现了强度和延性的同步提高。而Al-Cu-Sn合金与Al-Cu合金相比，虽然可提高屈服强度50%左右，但是拉伸延性降低。进一步地，构建了微合金化Al-Cu-X合金的强化模型，并提出了微合金化对合金断裂行为影响的半定量微观力学模型。研究结果将为铝合金的微合金化提供理论基础及设计参考。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Nanostructured high-strength molybdenum alloys with unprecedented tensile ductility
具有前所未有的拉伸延展性的纳米结构高强度钼合金
  • DOI：
    10.1038/nmat3544
  • 发表时间：
    2013-04-01
  • 期刊：
    NATURE MATERIALS
  • 影响因子：
    41.2
  • 作者：
    Liu, G.;Zhang, G. J.;Ma, E.
  • 通讯作者：
    Ma, E.
Effect of solution treatment on precipitation behaviors and age hardening response of Al-Cu alloys with Sc addition
固溶处理对添加Sc的Al-Cu合金析出行为和时效硬化响应的影响
  • DOI：
    10.1016/j.msea.2011.10.030
  • 发表时间：
    2011-12-15
  • 期刊：
    MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Chen, B. A.;Pan, L.;Sun, J.
  • 通讯作者：
    Sun, J.
Effect of interfacial solute segregation on ductile fracture of Alndash;Cundash;Sc alloys
界面溶质偏析对Al韧性断裂的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Acta Materialia
  • 影响因子：
    9.4
  • 作者：
    Zhang, J. Y.;Jiang, L.;Song, J. J.;Sun, J.
  • 通讯作者：
    Sun, J.

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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

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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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