微量稀土掺杂NiMnGa合金的微观结构及物理效应研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51601007
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0110.金属生物与仿生材料
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Ferromagnetic shape memory alloys is an important materials with potential application in actuators and sensors for the possession of large magnetostrain effect. The lattice distortion degree a/c of martensite phase is the key facter of intrinsic magnetostrain property. Currently, the ways adjusting the intrinsic magnetostrain are mainly focused on the transforming of the martensite type. Recently, we discovered that doping rare earth atoms in rapid solidified NiMnGa alloys can induce the partial solid solution of rare earth atoms and others forms nanoprecipitates. This result produces the strong distortion of martensite lattice, and suppresses the martensitic transformation, and puts forward to the formation of nano-martensite. In this way, larger intrinsic magnetostrain property and new physical effects are expected. Therefore, in this item, rare earth elements with different anisotropies are chosen to be added into NiMnGa allos and the melt spinning ribbons are produced. The influences on martensite crystal structure, lattice parameters and magnetocrystalline anisotropies by rare earth atoms addition are studied, the mechanism the martensitic transformation suppressed effect are revealed. The relationship between the microstructures and the magnetic, electrical, mechanical properties are investigated. This item may provide theoretical foundation for the development of ferromagnetic shape memory alloys.
铁磁形状记忆合金具有大磁致应变效应,在驱动器和传感器中有重要应用前景。马氏体相晶格畸变度a/c是决定其本征磁致应变的关键因素。目前在5M和7M马氏体单晶中已通过实验获得了与其本征磁致应变相当的性能并证明了其与a/c的关联性,然而如何进一步提高铁磁形状记忆合金的磁致应变值具有挑战性。申请者近期发现,在快速凝固NiMnGa合金中稀土元素部分固溶,诱导马氏体晶格畸变度显著增大,这样有望显著提升本征磁致应变值;同时,部分稀土形成纳米第二相,抑制马氏体相变,在合金中形成纳米马氏体结构,有望引发全新物理效应。因此,本项目以稀土元素掺杂NiMnGa快速凝固甩带合金为研究对象,研究稀土元素的存在形式对于合金微观结构的影响规律,揭示其对于合金内禀磁性和马氏体相变行为的作用机制,探索甩带合金大磁致应变等物理效应,期望为新性能铁磁形状记忆合金发展提供理论依据。

结项摘要

本项目系统研究了微量稀土掺杂Ni-Mn-Ga铁磁形状记忆合金的铸态合金、定向凝固和快速凝固甩带合金中的凝固组织和相结构演变,重点揭示了其随凝固条件变化,合金中成分分布、微观组织、晶粒尺寸、第二相尺寸与分布、基体相与第二相位相关系与交互作用等关键微观结构特征的演变。基于此,明确了随凝固增大而尺寸逐渐细化、分布逐渐弥散的多尺度富稀土第二相,其与基体相的位相关系也从非共格逐渐转变为半共格并最终为共格关系的演变关系。揭示了半共格和共格纳米相通过诱导局域晶格畸变从而对马氏体相变的抑制作用,并基于其结构分析的结果结合朗道理论进行了机理分析。同时,通过调控稀土元素成分及稀土原子在Ni-Mn-Ga合金中的取代方式,调控其马氏体相变温度和居里转变温度逐步接近并交叠,在多种成分和较宽成分窗口实现了“铁磁马氏体-顺磁奥氏体”的“磁-结构”耦合相变。基于该相变,探索了稀土掺杂Ni-Mn-Ga合金磁热效应的演变及其机理;同时结合其微观形貌变化,研究了第二相的调控对合金力学性能和形状记忆效应的优化作用及其机理。获得了兼具良好磁热效应和优异力学性能的双相铁磁形状记忆合金,对今后开展磁-力多场刺激研究打下了基础。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Magneto-structural transition and magnetocaloric effect of Ni50-xTbxMn30Ga20 (x=0−1) alloys
Ni50-xTbxMn30Ga20 (x=0−1)合金的磁结构转变和磁热效应
  • DOI:
    10.1016/j.intermet.2017.05.021
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Intermetallics
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Yuye Wu;Jingmin Wang;Jiang Zhang;Yonghong Ma
  • 通讯作者:
    Yonghong Ma
Large room-temperature elastocaloric effect of Ni57Mn18Ga21In4 alloy undergoing a magnetostructural coupling transition
Ni57Mn18Ga21In4合金磁结构耦合转变的大室温弹热效应
  • DOI:
    10.1016/j.scriptamat.2016.11.024
  • 发表时间:
    2017-03
  • 期刊:
    Scripta Materialia
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Jingmin Wang;Qian Yu;Kangyi Xu;Chi Zhang;Yuye Wu;Chengao Jiang
  • 通讯作者:
    Chengao Jiang
Improved magneostriction and mechanical properties in dual-phase FeGa single crystal
改善双相 FeGa 单晶的磁致伸缩和机械性能
  • DOI:
    10.1080/21663831.2018.1451403
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Materials Research Letters
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Wu Yuye;Fang Lei;Meng Chongzheng;Chen Yijun;Wang Jingmin;Liu Jinghua;Zhang Tianli;Jiang Chengbao
  • 通讯作者:
    Jiang Chengbao
Influence of cooling rate on magneto-structural transition and magnetocaloric effect of Ni30 Cu8 Co12 Mn37 Ga13 alloy
冷却速率对Ni30Cu8Co12Mn37Ga13合金磁结构转变和磁热效应的影响
  • DOI:
    10.1016/s1006-706x(17)30107-3
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Iron and Steel Research, International
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhu-jun Jiang;Yu-ye Wu;Jing-min Wang;Cheng-bao Jiang
  • 通讯作者:
    Cheng-bao Jiang

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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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