A multi-scale, high-resolution, tri-beam facility for fast machining and 3D characterisation

用于快速加工和 3D 表征的多尺度、高分辨率、三光束设备

基本信息

  • 批准号:
    EP/T031379/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 251.04万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2020 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The performance and applications of advanced materials, such as aeroengine turbine blade materials, which need to operate at very high temperatures to achieve high efficiency; new energy materials such as thermal energy storage materials, lithium ion battery materials and next generation battery materials; and healthcare materials, are largely controlled by their microstructures which cover a wide range of length scales from nanometres to millimetres. To exploit existing materials and to develop new materials requires high resolution (so that very fine details can be identified), multi-scale characterisation of the microstructures (so that heterogeneous structure can be revealed) in three dimensions (3D). Developing our capability in materials characterisation is one of the most important areas for materials science and engineering.There are a range of existing 3D materials characterisation techniques including atom probe tomography, transmission electron tomography, FIB slicing and view, X-ray tomography. However there is a noticeable gap, from about 100 um to 1 mm, where current existing techniques are not able to characterise within a practical time frame. This proposal is to develop a unique multi-scale, high-resolution, tri-beam facility for fast machining and 3D characterisation. This new facility will have a femto-second laser beam, a multi-species plasma beam and a high-resolution electron beam. The femto-second laser is able to machine materials 15000 times faster than a conventional FIB. The multi-species ion plasma beam will enable the machining of a wide diversity of materials including materials for healthcare technology applications, energy materials and also aerospace materials. Alongside other detectors, the electron beam will enable high-resolution analysis of the materials prepared by the laser and plasma beams. Therefore the new facility will enable the characterisation of the chemistry, crystallography, morphology and other functional properties of materials from 100 um to 1 mm currently challenging for other characterisation techniques. The integration of a glovebox will facilitate the handling and characterisation of air-sensitive materials including battery materials. Importantly, the inert transfer device will allow transfer of materials from this instrument to other characterisation facilities such as transmission electron microscope where even higher resolution analysis can be performed.This instrument will revolutionise the materials characterisation capability and capacity in the UK leading to accelerated advanced materials and manufacturing development in many important fields including battery materials, aerospace material, energy storage, 3D printing and bio-medical materials.
航空发动机涡轮机叶片材料等需要在极高温度下运行以实现高效率的先进材料;热能储存材料、锂离子电池材料和下一代电池材料等新能源材料;以及医疗保健材料等,其性能和应用在很大程度上取决于其微观结构,这些微观结构涵盖从纳米到毫米的广泛长度尺度。为了利用现有材料和开发新材料,需要高分辨率(以便可以识别非常精细的细节),三维(3D)微观结构的多尺度表征(以便可以揭示异质结构)。发展我们在材料表征方面的能力是材料科学和工程最重要的领域之一。现有的3D材料表征技术包括原子探针断层扫描、透射电子断层扫描、FIB切片和观察、X射线断层扫描。然而,存在从约100 μ m到1 mm的明显间隙,其中当前现有技术不能在实际时间范围内进行光刻。该提案旨在开发一种独特的多尺度、高分辨率、三光束设备,用于快速加工和3D表征。这个新设施将拥有飞秒激光束、多物种等离子体束和高分辨率电子束。飞秒激光能够以比传统FIB快15000倍的速度加工材料。多种类离子等离子体束将能够加工各种材料,包括医疗保健技术应用材料,能源材料和航空航天材料。与其他探测器一起,电子束将能够对激光和等离子体束制备的材料进行高分辨率分析。因此,新的设施将能够表征从100微米到1毫米的材料的化学,晶体学,形态学和其他功能特性,目前对其他表征技术具有挑战性。手套箱的集成将有助于处理和表征空气敏感材料,包括电池材料。重要的是,惰性转移装置将允许材料从该仪器转移到其他表征设施,如透射电子显微镜,在那里可以进行更高分辨率的分析。该仪器将彻底改变英国的材料表征能力和能力,从而加速许多重要领域的先进材料和制造业发展,包括电池材料,航空航天材料,储能,3D打印和生物医学材料。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Industrial carbon monoxide production by thermochemical CO2 splitting - A techno-economic assessment
通过热化学二氧化碳分解生产工业一氧化碳 - 技术经济评估
  • DOI:
    10.1016/j.jcou.2022.102181
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Kildahl H
  • 通讯作者:
    Kildahl H
{{ 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 }}

Yu-Lung Chiu其他文献

Ti-6Al-4Vラメラ単一コロニーにおける異方的疲労き裂進展挙動
Ti-6Al-4V 层状单群的各向异性疲劳裂纹扩展行为
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    峯洋二;植木翔平;Yu-Lung Chiu;高島和希
  • 通讯作者:
    高島和希
A Hf-doped dual-phase high-entropy alloy: phase evolution and wear features
  • DOI:
    10.1007/s12598-023-02410-0
  • 发表时间:
    2023-11-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.000
  • 作者:
    Hao Ren;Rui-Run Chen;Xue-Feng Gao;Tong Liu;Gang Qin;Yu-Lung Chiu;Shi-Ping Wu;Jing-Jie Guo
  • 通讯作者:
    Jing-Jie Guo
Laser powder bed fusion processed LaCe(Fe, Mn, Si)₁₃ lattices for magnetic refrigeration: Process optimization, microstructure, and magnetocaloric performance
  • DOI:
    10.1016/j.jmrt.2024.12.049
  • 发表时间:
    2025-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Kun Sun;Yuting Zhang;Sheng Li;Zhaohe Gao;Xue Cao;Ziling Peng;Pengyan Huang;Abd El-Moez A. Mohamed;Zhigang Zheng;Minki Jeong;Yu-Lung Chiu;Yang Lu;Moataz M. Attallah
  • 通讯作者:
    Moataz M. Attallah
Radial Stress Release Wave Induced Twinning in a Tantalum Single Crystal
Research and development on vanadium alloys for fusion breeder blanket application
  • DOI:
    10.1016/j.fusengdes.2024.114739
  • 发表时间:
    2025-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Louis Butt;Alexandra Dickinson-Lomas;Martin Freer;Joven Lim;Yu-Lung Chiu
  • 通讯作者:
    Yu-Lung Chiu

Yu-Lung Chiu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('Yu-Lung Chiu', 18)}}的其他基金

Development of an in-situ characterisation facility for both proton and neutron irradiation
开发质子和中子辐照原位表征设施
  • 批准号:
    EP/V035649/1
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 251.04万
  • 项目类别:
    Research Grant

相似国自然基金

基于热量传递的传统固态发酵过程缩小(Scale-down)机理及调控
  • 批准号:
    22108101
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于Multi-Scale模型的轴流血泵瞬变流及空化机理研究
  • 批准号:
    31600794
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于异构医学影像数据的深度挖掘技术及中枢神经系统重大疾病的精准预测
  • 批准号:
    61672236
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
城镇居民亚健康状态的评价方法学及健康管理模式研究
  • 批准号:
    81172775
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    14.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
嵌段共聚物多级自组装的多尺度模拟
  • 批准号:
    20974040
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    33.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
宇宙暗成分物理研究
  • 批准号:
    10675062
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
针对Scale-Free网络的紧凑路由研究
  • 批准号:
    60673168
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
语义Web的无尺度网络模型及高性能语义搜索算法研究
  • 批准号:
    60503018
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
超声防垢阻垢机理的动态力学分析
  • 批准号:
    10574086
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
探讨复杂动力网络的同步能力和鲁棒性
  • 批准号:
    60304017
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Fluency from Flesh to Filament: Collation, Representation, and Analysis of Multi-Scale Neuroimaging data to Characterize and Diagnose Alzheimer's Disease
从肉体到细丝的流畅性:多尺度神经影像数据的整理、表示和分析,以表征和诊断阿尔茨海默病
  • 批准号:
    10462257
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 251.04万
  • 项目类别:
Development of multi-color 3D super-localization LiveFISH and LiveFISH PAINT to investigate the chromatin dynamics at any genomic scale
开发多色 3D 超定位 LiveFISH 和 LiveFISH PAINT,以研究任何基因组规模的染色质动态
  • 批准号:
    10725002
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 251.04万
  • 项目类别:
Charge-Based Brain Modeling Engine with Boundary Element Fast Multipole Method
采用边界元快速多极子法的基于电荷的脑建模引擎
  • 批准号:
    10735946
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 251.04万
  • 项目类别:
Atlas for neuronal and glial cell types selectively vulnerable to proteinopathies during progression of Alzheimer's Disease
在阿尔茨海默病进展过程中选择性易受蛋白质病影响的神经元和神经胶质细胞类型图谱
  • 批准号:
    10667245
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 251.04万
  • 项目类别:
Swallowing Trajectories and DysPHagia Predictors in AlzheimER’s DisEase (SPHERE)
阿尔茨海默病 (SPHERE) 的吞咽轨迹和吞咽困难预测因子
  • 批准号:
    10662922
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 251.04万
  • 项目类别:
Multi-scale feedbacks for robust organ development
多尺度反馈促进器官的健全发育
  • 批准号:
    10687672
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 251.04万
  • 项目类别:
Massively Parallel Optoacoustic Retinal Stimulation at Micrometer-Resolution
微米分辨率的大规模并行光声视网膜刺激
  • 批准号:
    10731795
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 251.04万
  • 项目类别:
Integrating Computational and Experimental Models to Predict Toxicity of the Pancreas
整合计算和实验模型来预测胰腺的毒性
  • 批准号:
    10576042
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 251.04万
  • 项目类别:
Predictive multi-scale model of focal adhesion-based durotaxis
基于粘着斑的 durotaxis 的预测多尺度模型
  • 批准号:
    10798520
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 251.04万
  • 项目类别:
Multiscale modeling of spatiotemporal evolution in Barrett's esophagus
巴雷特食管时空演化的多尺度建模
  • 批准号:
    10659649
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 251.04万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了