Fe含量及价态对玄武岩连续纤维结构及性能的影响研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51873032
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0304.通用高分子材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Basalt continuous fibers manufactured by natural volcanic rock is a kind of inorganic fiber with high performance. The main character of basalt fibers compared to other inorganic fibers is to contain about 10% Iron oxides. The valence state and concentration of iron ion in basalts varies greatly in different formation times and locations, which results in great different performance of basalts. It is very important to master and controllable adjust the effect of valence and content of Fe on the structure and properties of basalt fibers through the establishment of basaltic genome database. The properties of basalt fiber is improved by analyzing the influence of Fe redox index on the performance attenuation of basalt fibers, which plays the most important roles on improving the application of basalt fiber in concrete and related industries.. Through the establishment of bank of basalt genome and the precisely preparation of basalt fiber with different Iron oxide contents and valence status in the project, The effects of Fe redox index on the microstructure, mechanical performance and acid/alkali resistance of basalt fibers was researched systematically. by controlling effectively the redox index of Fe, the attenuation rules of humidity, temperature and atmosphere on the mechanical properties of basalt fiber is Clarified. By optimizing the aging environment, the tensile strength, elastic modulus, acid and alkali resistance of basalt fiber pristine increases respectively by 15%, 8% and 10%, which effectively promoted the application of basalt fiber.
玄武岩连续纤维是一种由天然的火山岩直接制备的无机高性能纤维,作为无机纤维的最大特点是含有约10%的Fe2O3。不同形成时期或地点的玄武岩中铁离子含量价态差别,导致了玄武岩纤维的性能差异性很大。建立玄武岩组分基因数据库,掌握并可控调整Fe价态和含量对玄武岩纤维结构及性能的影响至关重要。分析Fe含量及化合价对玄武岩纤维的性能及衰减规律影响,实现玄武岩纤维的性能增强,对提高玄武岩纤维在混凝土及相关应用有非常重要的意义。. 本项目通过玄武岩组分基因数据库的建立和玄武岩纤维Fe含量及价态的精密可控制备,系统研究Fe还原指数对玄武岩纤维结构、力学性能及耐酸碱性能的影响,通过有效控制玄武岩纤维中Fe还原指数,明确湿度、温度及气氛等对玄武岩纤维力学性能的衰减规律,通过优化老化环境,实现玄武岩纤维的拉伸强度和模量同比分别提高15%和8%,耐酸性和耐碱性同比提高10%,有效促进玄武岩纤维的应用。

结项摘要

玄武岩纤维是以玄武岩为主要原料制备的连续纤维,具有良好的力学性能、化学性能、耐温性能等特点而广泛应用于树脂基和混凝土基复合材料。玄武岩纤维含有10%的Fe氧化物,由于Fe有两种化合价态,不同价态的氧化物显著影响玄武岩纤维的结构和性能。本项目通过添加不同含量的碳粉、柠檬酸、硝酸盐等来调控Fe的价态及含量,借助XRD、FTIR、SEM、DSC、模斯堡尔普、高温黏度等性能测试,探究Fe的价态及含量对玄武岩纤维结构及性能的影响机制,明确了不同热处理温度及工艺对玄武岩纤维性能的影响酸碱规律,发现通过热处理实现玄武路由纤维拉伸及耐酸碱性的同比提高,为玄武岩纤维的应用提供新的途径。.本项目实施期间,成功利用掺杂剂实现对玄武岩纤维中Fe价态及含量的控制,并系统研究了不同Fe价态及含量对玄武岩纤维结构及性能的影响,发现其对玄武岩纤维的影响机制和作用机理,为提高玄武岩纤维的应用做了较多工作。.在项目实施期间,为国内11个地区的玄武岩进行组分分析和拉丝评价,参加了多个多次国际会议,并作多个学术报告,本文一共发表相关论文17篇,申请和授权专利16项。培养硕士研究生共8名。基于本项目分别获得2019年山东省重点研发计划项目支持和2021年国家科技部重点研发计划课题支持。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(16)
The effect of the colemanite on the melting properties of rock glass wool
硬硼酸钙石对岩玻璃棉熔融性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    glass technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    wang qingwei;Gao Jie;Liu Jin;Luo Lida
  • 通讯作者:
    Luo Lida
Effect of CeO2 on Enamel Coatings on the Surface of Corten Steel
CeO2对耐候钢表面搪瓷层的影响
  • DOI:
    10.1088/1757-899x/562/1/012008
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IOP Conference Series: Materials Science and Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chaozheng Fan;Lida Luo;Qingwei Wang;Weizhong Jiang
  • 通讯作者:
    Weizhong Jiang
Effects of high-temperature treatment and iron reduction index on tensile strength of basalt continuous fiber
高温处理和铁还原指数对玄武岩连续纤维拉伸强度的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jnoncrysol.2021.120836
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Non-Crystalline Solids
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Qingwei Wang;Qichang Zhang;Lida Luo;Tan Yan;Jin Liu;Linfeng Ding;Weizhong Jiang
  • 通讯作者:
    Weizhong Jiang
Effect of the Iron Reduction Index on the Mechanical and Chemical Properties of Continuous Basalt Fiber
铁还原指数对连续玄武岩纤维力学和化学性能的影响
  • DOI:
    10.3390/ma12152472
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    MDPI AG
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Lida Luo;Qichang Zhang;Qingwei Wang;Xiao Jiwen;Liu Jin;Linfeng Ding;Weizhong Jiang
  • 通讯作者:
    Weizhong Jiang
Preparation and characterization of glass-ceramic basalt fiber
微晶玄武岩纤维的制备及表征
  • DOI:
    10.11916/j.issn.1005-9113.2022040
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Harbin institute of Technology (New Series)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    luo Lida;yan Tan;Liu Jin;ding linfeng;Wang qingwei
  • 通讯作者:
    Wang qingwei

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其他文献

其他文献

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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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