TiAl基合金在动态气氛下的高温氧化机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51871168
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    曲寿江
  • 依托单位：
    同济大学
  • 学科分类：
    E0104.金属结构材料与力学行为
  • 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

Improvement of the high-temperature oxidation resistance of titanium aluminide (TiAl) based alloys is one of the key problems to be solved urgently. It is important to clarify the high-temperature oxidation mechanisms, especially for the composition design and oxidation protection of TiAl-based alloys. The high-temperature oxidation process of TiAl-based alloys is thereby investigated from the following issues: the initial oxidation, steady-state oxidation, and inner oxidation. We will identify oxidation mechanisms of different stages in a TiAl-based alloy through the initial oxide scale. High-temperature steady-state oxide scale is analyzed layer by layer and three-dimensional (3D) reconstruction via serial block-face scanning electron microscopy (SBFSEM). The composition, phase components and elements distribution of the inner oxidation is studied via focused ion beam (FIB), electron probe microanalysis (EPMA), along with density functional theory (DFT) calculations. The aim of the present project is to investigate the high-temperature oxidation mechanisms with the combination among the initial oxidation, steady-state oxidation, and inner oxidation, and set up the high-temperature oxidation evaluation methods of TiAl-based alloys under the dynamic atmosphere.
提高TiAl基合金高温抗氧化性能是其应用亟待解决的关键问题，阐明TiAl基合金高温氧化机理对于TiAl基合金成分设计、氧化防护具有重要现实意义。本项目提出从初期氧化、稳态氧化和内氧化三个方面分析TiAl基合金在动态气氛下高温氧化过程。通过初期氧化膜分析TiAl基合金高温氧化不同阶段的氧化机理；采用三维扫描重构技术分层解析并重构高温稳态氧化膜三维结构；采用FIB切取内氧化物，结合密度泛函理论，分析内氧化成分、相组成等，并采用EPMA测试氧化膜附近合金基体的元素分布，分析氧化膜的形成对基体合金的影响。本项目通过将初期氧化、稳态氧化和内氧化结合起来，分析氧化条件对TiAl基合金的高温氧化过程的影响，阐明TiAl基合金动态气氛下的高温氧化机理，建立TiAl基合金动态气氛下的高温氧化评价方法。

结项摘要

作为先进超音速飞行器发动机和燃气轮机用高温结构材料，TiAl、Ti2AlNb基合金抗氧化性能是基本的考虑因素。提高TiAl、Ti2AlNb基合金高温抗氧化性是其应用亟待解决的关键问题。项目针对Ti-44Al-4Nb-1.5Cr-0.1Mo-0.1B-0.1Y、Ti-44Al-4Nb-1.5Cr-0.5Mo-0.1B-0.1Y (at.%) 合金，以及Ti-22Al-23(Nb,Mo,V,Si) (at.%)合金，采用XRD、XPS、SEM、EPMA、FIB、TKD、TEM、STEM等技术，结合理论计算，阐释合金高温氧化动力学机理。项目从初期氧化、稳态氧化和内氧化三个方面分析TiAl、Ti2AlNb基合金在静态/动态氧化气氛下高温氧化过程。采用FIB切取氧化物，结合理论计算，分析氧化物、相组成等，采用EPMA测试氧化膜附近合金基体的元素分布。通过初期氧化、稳态氧化和内氧化结合起来，分析氧化条件对合金的高温氧化过程的影响，揭示动态氧化气氛加速了合金的氧化过程，阐明合金在动态氧化气氛下的高温氧化机理，建立了合金动态氧化气氛下的高温氧化评价方法。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（1）
Microstructure and low cycle fatigue of a Ti2AlNb-based lightweight alloy
Ti2AlNb基轻质合金的显微组织和低周疲劳
  • DOI：
    10.1016/j.jmst.2020.01.032
  • 发表时间：
    2020-05
  • 期刊：
    Journal of Materials Science & Technology
  • 影响因子：
    10.9
  • 作者：
    Zhang Yinling;Feng Aihan;Qu Shoujiang;Shen Jun;Chen Daolun
  • 通讯作者：
    Chen Daolun
Oxidation mechanisms of an intermetallic alloy at high temperatures
金属间合金高温氧化机理
  • DOI：
    10.1016/j.scriptamat.2021.113852
  • 发表时间：
    2021-03-12
  • 期刊：
    SCRIPTA MATERIALIA
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    Chen, J.;Chen, Q.;Chen, D. L.
  • 通讯作者：
    Chen, D. L.
低密度Ti2AlNb基合金热轧板微观组织的热稳定性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    金属学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    冯艾寒;陈强;王剑;王皞;曲寿江;陈道伦
  • 通讯作者：
    陈道伦
Microstructure and Electrochemical Behavior of a 3D-Printed Ti-6Al-4V Alloy.
3D 打印 Ti-6Al-4V 合金的微观结构和电化学行为
  • DOI：
    10.3390/ma15134473
  • 发表时间：
    2022-06-24
  • 期刊：
    Materials (Basel, Switzerland)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
  • 通讯作者：
Microstructural Evolution and Refinement Mechanism of a Beta-Gamma TiAl-Based Alloy during Multidirectional Isothermal Forging
β-γ TiAl基合金多向等温锻造过程中的显微组织演变和细化机制
  • DOI：
    10.3390/ma12152496
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Materials
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Zhu Kai;Qu Shoujiang;Feng Aihan;Sun Jingli;Shen Jun
  • 通讯作者：
    Shen Jun

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  • 作者：
    程祥霞;曲寿江;冯艾寒;沈军
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    沈军
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    稀有金属
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  • 作者：
    朱慧萍;曲寿江;祁广源;沈军
  • 通讯作者：
    沈军
一种新型致密Fe基非晶涂层的制备与耐磨性能
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  • 作者：
    曲寿江;罗强;焦津;沈军
  • 通讯作者：
    沈军

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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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