原位合成晶须增韧纳米陶瓷刀具及其磨损破损行为研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    50975161
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    36.0万
  • 负责人：
    黄传真
  • 依托单位：
    山东大学
  • 学科分类：
    E0509.加工制造
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

本项目克服传统晶须增韧和纳米颗粒增韧的缺点，拟采用原位合成技术，在微米或纳米基体材料上，利用价格低廉的晶须先驱体直接合成分散均匀的晶须，使晶须原位生长过程和陶瓷刀具烧结过程同时进行，充分发挥原位合成晶须增韧补强和纳米颗粒增韧补强的协同作用，研制具有优良力学性能的新型陶瓷刀具。系统研究原位分散合成晶须的生长机理和控制晶须生长数量及质量的制备技术。研究原位分散合成晶须增韧补强和纳米颗粒增韧补强的协同作用机理，揭示其增韧补强的特殊规律。研究原位分散合成晶须和纳米颗粒界面力学行为的特殊性及其与陶瓷刀具力学性能、磨损破损行为和切削可靠性的关系。建立原位分散合成晶须增韧纳米陶瓷刀具切削可靠性和刀具组分、微观结构、力学性能之间的力学模型。原位合成晶须增韧纳米陶瓷刀具的研制成功必将扩大现有陶瓷刀具的加工范围，提高陶瓷刀具的切削可靠性，促进高速切削技术的发展，具有重要的理论意义与实际应用价值。

结项摘要

本研究采用碳热还原合成晶须增韧陶瓷刀具材料的方法，研制了Ti(CxN1-x)系晶须和LTW系列新型陶瓷刀具。提出了碳热还原合成晶须增韧陶瓷刀具材料的设计思路，对碳热还原合成晶须、晶须生长机理、材料力学性能、微观组织、增韧补强机理、切削性能等进行了系统研究。提出了碳热还原合成晶须增韧陶瓷刀具材料的设计方案和碳热还原合成碳氮化钛系晶须的设计方案。. 研究了碳热还原合成晶须增韧陶瓷刀具材料粉末的制备。研制成功了三种碳热还原合成晶须，即TiC0.3N0.7、TiC0.5N0.5和TiC0.7N0.3，为碳氮化钛系晶须增韧陶瓷刀具材料粉末的制备奠定基础。研究了碳热还原合成碳氮化钛系晶须的生长机理。提出了碳氮化钛晶须的气-固(VS)生长机理，建立了碳氮化钛晶须的气-液-固与气-固微观生长机理模型。. 研究了碳热还原合成晶须增韧陶瓷刀具的制备工艺及力学性能。研制成功了LTW310(Al2O3/Ti(C0.5N0.5)p/Ti(C0.3N0.7)w)，LTW510(Al2O3/Ti(C0.5N0.5)p/Ti(C0.5N0.5)w)和LTW710(Al2O3/Ti(C0.5N0.5)p/Ti(C0.7N0.3)w)等多种新型刀具材料。其中LTW310的力学性能为抗弯强度752.5MPa，断裂韧度8.83MPa•m1/2，硬度21.9GPa。LTW510的力学性能为抗弯强度812.9MPa，断裂韧度7.64MPa•m1/2，硬度20.0GPa。LTW710的力学性能为抗弯强度753.8MPa，断裂韧度8.12MPa•m1/2，硬度20.2GPa。并研究了LTW系列新型陶瓷刀具的力学性能与微观组织之间关系。. 研究了碳热还原合成晶须增韧陶瓷刀具材料的增韧补强机理，建立了Ti(C,N)p和Ti(C,N)w协同增韧模型。研究表明，Ti(C,N)w与Ti(C,N)p协同增韧补强为主要增韧机制，纳米颗粒增韧补强为辅助增韧机制。. 研究了碳热还原合成晶须增韧陶瓷刀具的切削性能。连续切削淬硬40Cr合金钢的切削速度达到600m/min，断续切削淬硬45#钢的切削速度达到300m/min。LTW系列刀具与LT55刀具的抗磨损和抗破损性能良好且相当。刀具磨损以前刀面月牙洼磨损和后刀面犁沟状磨损为主，破损以前刀面贝壳状剥落和刀刃碎断为主要失效形式。

项目成果

期刊论文数量（33）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（13）
Influence of Cobalt Additive on Mechanical Properties and Residual Stress of Al2O3-TiC Ceramic Cutting Tool Material
钴添加剂对Al2O3-TiC陶瓷刀具材料力学性能和残余应力的影响
  • DOI：
    10.4028/www.scientific.net/amr.500.657
  • 发表时间：
    2012-04
  • 期刊：
    Advanced Materials Research
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zengbin Yin;Chuanzhen Huang;Bin Zou;Hanlian Liu;Hongtao Zhu;Jun Wang
  • 通讯作者：
    Jun Wang
A 3D Cohesive Element Model for Fracture Behavior Analysis of Ceramic Tool Materials Microstructure
用于陶瓷刀具材料微观结构断裂行为分析的 3D 内聚元模型
  • DOI：
    10.4028/www.scientific.net/msf.723.119
  • 发表时间：
    2012-06
  • 期刊：
    Materials Science Forum
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Haibin Yu;Chuanzhen Huang;Hanlian Liu;Bin Zou;Hongtao Zhu;Jun Wang
  • 通讯作者：
    Jun Wang
Crack propagation simulation in microstructure of ceramic tool materials
陶瓷刀具材料微观结构中的裂纹扩展模拟
  • DOI：
    10.1016/j.commatsci.2011.10.039
  • 发表时间：
    2012-03
  • 期刊：
    Computational Materials Science
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Tingting Zhou;Chuanzhen Huang;Hanlian Liu;Jun Wang;Bin Zou;Hongtao Zhu
  • 通讯作者：
    Hongtao Zhu
The Effects of sintering process on microstructure and mechanical properties of TiB2-Ti(C0.5N0.5)-WC composite tool materials
烧结工艺对TiB2-Ti(C0.5N0.5)-WC复合刀具材料显微组织和力学性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Advanced Materials Research
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yan Zhao;Chuanzhen Huang;Bin Zou;Yuhuan Fei;Hanlian Liu;HongTao Zhu;Jun Wang
  • 通讯作者：
    Jun Wang
Effect of (Ni, Mo) and (W,Ti)C on the microstructure and mechanical properties of TiB2 ceramic tool materials
(Ni,Mo)和(W,Ti)C对TiB2陶瓷刀具材料显微组织和力学性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Materials Science Forum
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Tongchun Yang;Chuanzhen Huang;Hanlian Liu;Bin Zou;Hongtao Zhu;Jun Wang
  • 通讯作者：
    Jun Wang

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  • 发表时间：
    2016-04
  • 期刊：
    Int J Adv Manuf Technol
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吕哲;黄传真;朱洪涛;王军;侯荣国
  • 通讯作者：
    侯荣国

其他文献

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AI项目解读示例

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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