碳/铜基受电弓滑板复合材料多碳组元设计与界面调控

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51874043
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 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:
    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

With the rapid extension of China’s high-speed rail network and the continuous refresh of speed record, higher request to the comprehensive performances of the pantograph slide materials used in high-speed trains has been put forward. Carbon/copper based slide plate requires mutual coordination among high conductivity, good friction-reducing and abrasion resistance, and excellent impact strength in use. However, the inverse relationship among the three performances that cannot be balanced has always been headache in academia and industry. In this project, the worm-like graphene component is introduced in the graphite/carbon fiber/copper composite system, and the system design and controllable preparation of the graphite (graphene)/carbon fiber/copper slipper composites will be achieved by optimizing the multiple carbon components and adjusting the interface structure. The effect of component, preparation parameter, and sintering process on the interface bonding behavior of carbon/copper composites and their regulating characteristics are investigated systematically. The kinetics mechanism of in-situ synthesis graphene/copper component will be revealed. Moreover, the effect of carbon/copper interface characterization on the comprehensive performance matching of composites will be illustrated. The project can provide a theoretical basis for the development of carbon/copper based pantograph slide which is suitable for industrial application, in order to meet the demands of materials with structural and functional performances synchronously for the development of high-speed trains.
随着我国高铁网络的迅猛扩展及时速记录的不断刷新,对高铁受电弓滑板材料的综合性能提出了越来越高的要求。碳/铜基滑板在使用过程中要求高导电性、高减摩耐磨性和良好抗冲击强度相互配合。一直以来,三者性能无法兼顾的倒置矛盾关系始终困扰着学术界和产业界。本项目在石墨/碳纤维/铜复合材料体系中引入蠕虫状石墨烯组元,通过多碳组元优化和界面结构调控,实现石墨(烯)/碳纤维/铜滑板复合材料的体系设计和可控制备。系统研究成分组元、制备参数、烧结工艺等对碳/铜基复合材料界面结合行为的调控规律,揭示石墨烯/铜合成动力学机制和碳/铜界面特征对复合材料综合性能匹配的影响规律。本研究为开发适合于工业应用的碳/铜基受电弓滑板材料提供理论依据,以期满足高铁发展对结构功能一体化材料的需求。

结项摘要

本项目通过多碳组元优化和界面结构调控,实现石墨(烯)/碳纤维/铜滑板复合材料的体系设计和可控制备。针对石墨、碳纤维和石墨烯三种不同形态碳组元的结构特点,探索各自表面修饰处理和合金化的最优方式,并制备了不同体系的Ct-Cu复合材料,对复合材料的物理、力学和摩擦学性能进行了测试,对微观结构进行了表征。项目得到了以下主要结论:(1) 对分层鳞片石墨进行化学镀铜处理形成一种夹心三明治结构的鳞片石墨,这种结构使鳞片石墨在摩擦材料中被金属铜呈交错状固定在基体中,有效的提高了石墨与基体的结合强度和复合材料的力学性能;(2) 在碳纤维表面施加Cu+Ni双镀层,相较于施加Cu或Ni的单镀层碳纤维,不仅可以保护碳纤维同时可以提高碳纤维与镀层之间的结合强度;(3) 以一步原位还原法制备 Cu@RGO粉末,方法简便且还原出的金属粒子无其他杂质峰,可较均匀的分布在石墨烯片层结构中,抑制石墨烯的团聚,也可改善铜与石墨烯的界面结合,负载金属粒子的石墨烯增强铜基复合材料硬度、致密度均优于未负载金属的石墨烯组试样且具有良好的摩擦磨损性能。本研究为开发适合于工业应用的碳/铜基受电弓滑板材料提供理论依据,以期满足高铁发展对结构功能一体化材料的需求。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
Wetting and brazing characteristic of high nitrogen austenitic stainless steel and 316L austenitic stainless steel by Ag-Cu filler
Ag-Cu钎料高氮奥氏体不锈钢与316L奥氏体不锈钢的润湿钎焊特性
  • DOI:
    10.1016/j.vacuum.2019.04.064
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Vacuum
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhu Weiwei;Zhang He;Guo Chaohui;Liu Yaodong;Ran Xu
  • 通讯作者:
    Ran Xu
Effect of Basalt Fiber Content on Mechanical and Tribological Properties of Copper-Matrix Composites
玄武岩纤维含量对铜基复合材料机械和摩擦学性能的影响
  • DOI:
    10.3390/met12111925
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
    Metals
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Weiwei Zhu;Haohao Zou;Ying Han;Xu Ran
  • 通讯作者:
    Xu Ran
Effect of heat treatment on structure and mechanical properties of basalt fifibers and its application for fabrication Cu based composite
热处理对玄武岩纤维结构和力学性能的影响及其在铜基复合材料制备中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Materials Research Express
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Weiwei Zhu;Haohao Zou;Ying Han;Xu Ran
  • 通讯作者:
    Xu Ran
High strength and high light transmittance sapphire/sapphire joints bonded using a La2O3-Al2O3-SiO2 glass filler
使用 La2O3-Al2O3-SiO2 玻璃填料粘合的高强度、高透光率蓝宝石/蓝宝石接头
  • DOI:
    10.1016/j.jeurceramsoc.2022.04.038
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
    Journal of the European Ceramic Society
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Weiwei Zhu;Haohao Zou;Ying Han;Xu Ran
  • 通讯作者:
    Xu Ran
Effect of ZrO2 on crystallization behavior and mechanical property of Dy2O3–Al2O3–SiO2 glasses
ZrO2对Dy2O3·Al2O3·SiO2玻璃结晶行为及力学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Weiwei Zhu;Haohao Zou;Ying Han;Xu Ran
  • 通讯作者:
    Xu Ran

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其他文献

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纳米羟基磷灰石表面由亲水性变为疏水性的分子机制
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  • 期刊:
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碳纤维增强铜基复合材料的制备与表征
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  • 期刊:
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    冉旭
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冉旭;单建强;朱继洲
  • 通讯作者:
    朱继洲
热处理对镀层碳纤维的界面结合特征及碳纤维结构的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    叶毅飞

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铜基闸片复合材料多界面结构单元设计及其减摩-耐磨机理
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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

        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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