Near-net Shape Processing of Functionally Graded Structural Material

功能梯度结构材料的近净形加工

基本信息

项目摘要

The objective of this research is to optimize through mathematical and physical modeling, a method for near-net shape production of porous structural materials with accurately controlled properties. The method, pressure-assisted combustion synthesis (PACS), combines conventional self-propagating high-temperature synthesis and foaming in one operation. The research approach has theoretical and experimental components. A multi-scale mathematical model of the process is developed to quantify the microstructure-property relationship and establish the parameter space for production of the desired microstructure. PACS is then used to synthesize porous intermetallic material, utilizing the processing conditions obtained from the mathematical model. The materials produced are subjected to microscopy and mechanical testing, and the results are used to validate the mathematical model, identify deficiencies and optimize the process. Deliverables include modeling and analysis tools across dimensional scales, student education, and documentation of research results in reports, journals, and theses. This research, if successful, will provide a cost-effective, energy efficient and environmentally benign method for producing porous structural materials with desired microstructure and mechanical properties. Example application includes optimization of the production of net-shape biomedical structural implants to improve the outcomes of prostheses procedures, reduce costs, reduce failure rates, and enhance the quality of life of patients with prostheses. The methodology is also applicable to a wider class of complex materials processes involving non-linear coupled transport-reaction phenomena with moving interfaces. Many such processes are relevant to critical defense and commercial needs for materials such as near-net shape monolithic ceramics or ceramic composites for the High Speed Civil Transport combustors. Undergraduate and graduate students will be engaged in the research, and will benefit from classroom instruction and the multidisciplinary training in diverse fields of materials processing, reactive engineering, thermal science and numerical methods.
本研究的目的是通过数学和物理建模来优化一种具有精确控制性能的多孔结构材料的近净形状生产方法。该方法,压力辅助燃烧合成(PACS),结合了传统的自传播高温合成和发泡在一个操作。研究方法有理论和实验两部分。建立了该工艺的多尺度数学模型,以量化微结构-性能关系,并建立了生产所需微结构的参数空间。然后利用从数学模型中得到的加工条件,利用PACS合成多孔金属间材料。生产的材料经过显微镜和力学测试,结果用于验证数学模型,识别缺陷并优化工艺。可交付成果包括跨维度尺度的建模和分析工具,学生教育,以及报告,期刊和论文中的研究成果文档。这项研究如果成功,将为生产具有理想微观结构和机械性能的多孔结构材料提供一种经济、节能和环保的方法。应用实例包括优化网状生物医学结构植入物的生产,以改善假体手术的效果,降低成本,减少失败率,提高假体患者的生活质量。该方法也适用于涉及具有移动界面的非线性耦合输运-反应现象的更广泛的复杂材料过程。许多此类工艺都与关键的国防和商业需求有关,例如用于高速民用运输燃烧器的近净形状单片陶瓷或陶瓷复合材料。本科生和研究生将参与研究,并将受益于课堂教学和材料加工、反应工程、热科学和数值方法等不同领域的多学科训练。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Olusegun Ilegbusi其他文献

Olusegun Ilegbusi的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Olusegun Ilegbusi', 18)}}的其他基金

RAPID: Characterization of Aerosolized Droplet and Droplet Nuclei in Cough
RAPID:咳嗽中雾化液滴和液滴核的表征
  • 批准号:
    2153814
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Inverse-Consistent Determination of Effective Young's Modulus for Human Lung
合作研究:人肺有效杨氏模量的逆一致性测定
  • 批准号:
    1200841
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Synthesis and Modeling of Novel Nanoparticle-Polymer Composite Films for Sensor Applications
合作研究:用于传感器应用的新型纳米颗粒-聚合物复合薄膜的合成和建模
  • 批准号:
    1030689
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    Standard Grant
US-Turkey Cooperative Research: Hydrogen Production by Photovoltaic Powered Electrolysis
美国-土耳其合作研究:光伏电解制氢
  • 批准号:
    0138182
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    Standard Grant
US-Turkey Cooperative Research: Hydrogen Production by Photovoltaic Powered Electrolysis
美国-土耳其合作研究:光伏电解制氢
  • 批准号:
    0329318
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Acquisition of Instrumentation for Dual Ion-Beam Deposition and Analysis of Carbon Nitride Thin Films
MRI:购置用于双离子束沉积和氮化碳薄膜分析的仪器
  • 批准号:
    9977316
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    Standard Grant
GOALI: Development of an Ultrasound-Based System for Dynamic Intra-Coronary Plaque Characterization
GOALI:开发基于超声的动态冠状动脉内斑块表征系统
  • 批准号:
    9902011
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Temperature-Dependent Constitutive Behavior and Fractionation of Semi-Solid Slurries
半固态浆料的温度依赖性本构行为和分级
  • 批准号:
    9612497
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    Standard Grant
GOALI: Shrinkage Porosity and Optimization of Metal-Matrix Composite Processing
GOALI:金属基复合材料加工的收缩孔隙率和优化
  • 批准号:
    9619198
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

基于U-net和Transformer的深度学习模型构建非增强CT急性缺血性脑卒中核心梗死区可视化分割系统
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
免造影剂增强心脏CT技术:深度学习GAN与U-Net架构的融合应用
  • 批准号:
    2025JJ80644
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
NET介导乳腺癌新辅助化疗患者围术期血管内皮损伤的机制探讨
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于两阶段3D U-Net深度学习模型的头颅CT引导三叉神经痛射频穿刺智能教学系统的研发与验证
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
MEF2D上调NET-DNA新型感受器ITGB4促进肝癌肝内转移的机制研究
  • 批准号:
    82373024
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
血小板来源外泌体通过分泌PD-L1及促进NET形成在脓毒症免疫麻痹的机制研究
  • 批准号:
    2023JJ50448
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于胎盘转运体SERT/NET妊娠动力学及调控的二甲双胍在子痫前期孕妇的临床药动学/药效学研究
  • 批准号:
    82373954
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
蓝斑核PKC/NET介导染料木素调控癫痫猝死的作用及机制研究
  • 批准号:
    2023JJ40356
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
NET-DNA通过CCDC25抑制TAZ磷酸化调控iTreg-Th17转分化在重度哮喘中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82300042
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于自注意力机制的变异U-Net脑组织图像分割模型研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Optimised machining strategies for near net shape components
近净形部件的优化加工策略
  • 批准号:
    2902143
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    Studentship
Development of Magnesium Alloys and Near-net-shape Casting Processes
镁合金及近净形铸造工艺的发展
  • 批准号:
    551241-2020
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Development of Magnesium Alloys and Near-net-shape Casting Processes
镁合金及近净形铸造工艺的发展
  • 批准号:
    540973-2019
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Development of Magnesium Alloys and Near-net-shape Casting Processes
镁合金及近净形铸造工艺的发展
  • 批准号:
    526144-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Methodology for a near net shape, wrinkle-free production of textile preforms by using a segment based die draping
使用基于分段的模具悬垂技术近净形状、无皱生产纺织预成型件的方法
  • 批准号:
    377740863
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    Research Grants
Development of Magnesium Alloys and Near-net-shape Casting Processes
镁合金及近净形铸造工艺的发展
  • 批准号:
    511657-2017
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Innovative Linear Friction Welding technology for Near Net Shape manufacture of advanced Ti aerospace components
用于先进钛航空航天部件近净形制造的创新线性摩擦焊接技术
  • 批准号:
    101799
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    BEIS-Funded Programmes
Development of Mg Alloys and Near-net-shape Casting Processes
镁合金及近净形铸造工艺的发展
  • 批准号:
    449898-2013
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Near Net Shape Castings
近净形铸件
  • 批准号:
    710358
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    GRD Proof of Concept
Novel application of LFW to enable near net shape forming of components
LFW 的新颖应用可实现组件的近净形成型
  • 批准号:
    EP/K503691/1
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 26.08万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了