NiFe2O4-10NiO基金属陶瓷惰性阳极表面致密层的动态腐蚀平衡与高电导的协同统一

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51404298
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0414.材料冶金加工
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

It is difficult to realize large-scale industrilalization for aluminum electrolysis, if issues about how to realize the collaborative unity of dynamic corrosion balance (dynamic corrosion balance between the formation of dense layer in the interior of anode and the corrosion of dense layer on the surface of anode) and high electric conductivity of dense layer on the surface of cermet inert anodes are not solved properly. In this work, NiFe2O4-10NiO based cermet will be selected as the research object, and at the same time Yb of Yb2O3 doped will be chosen as the tracer element. In the perspective of grain boundary chemistry, the grain boundary composition variation of dense layer on the surface of anodes and the effect of electrolysis parameters on the corrosion behavor of grain boundary will be investigated through the micro-quantitative electron probe. Moreover, the relationship between the grain boundary composition of cermets and the corrosion evolution behavior of dense layer will be clarified, while the connection between the compositon of dense layer on the surface of anode and the elemental valence change, especially the connection between the grain boundary composition and electric conductivity will be illustrated, which can deduce the electric conductivity evolution law of dense layer. At last, the steady corrosion environment of anodes will be established so that the dynamic corrosion balance of dense layer on the surface of anode will be achieved, which can realize the collaborative unity between dynamic corrosion balance and high electric conductivity of dense layer on the surface of anodes, and a reference will be supplied for the ceramic design used in the electrolysis of high temperature molten salt electrolyte.
如何实现金属陶瓷惰性阳极表面致密层的动态腐蚀平衡(内部形成致密层和表面致密层腐蚀之间的动态平衡)与高电导的协同统一是阳极能否大规模工业化的难点。本课题选择NiFe2O4-10NiO基金属陶瓷为研究对象,以掺杂Yb2O3中的Yb为示踪元素,以晶界化学的角度通过电子探针微区定量分析考察阳极表面致密层晶界成分变化,掌握电解工艺参数对其晶界腐蚀行为的影响,获得金属陶瓷晶界成分与阳极致密层腐蚀演变行为之间的关系;研究致密外层成分与元素价态变化,特别是晶界成分与电导率变化之间的关系,阐明阳极致密层电导率演变规律;建立阳极稳态腐蚀环境,获得阳极表面致密层的动态腐蚀平衡,最终实现动态腐蚀平衡与高电导的协同统一,为应用于高温熔盐电解方面的陶瓷设计提供理论参考。

结项摘要

本课题选择NiFe2O4-10NiO基金属陶瓷为研究对象,以掺杂Yb2O3中的Yb为示踪元素,掌握电解工艺参数对其晶界腐蚀行为的影响,获得金属陶瓷晶界成分与阳极致密层腐蚀演变行为之间的关系;研究致密外层成分与元素价态变化,特别是晶界成分与电导率变化之间的关系,阐明阳极致密层电导率演变规律;建立阳极稳态腐蚀环境,获得阳极表面致密层的动态腐蚀平衡。得出如下结论:.1)热力学计算生成NiAl2O4和FeAl2O4反应的可能性都较大,阳极组元氧化物与AlF3的反应仍然具有发生反应的可能性并且Fe、Ni和Cu的各种氧化物与铝可能发生置换反应。. 2)NiFe2O4陶瓷、NiFe2O4-NiO陶瓷和NiFe2O4基金属陶瓷表层均形成了约200 um的致密层,且该层内的金属相均已消失,Fe/Ni原子比都非常接近于NiFe2O4陶瓷中的理论值2;致密层中均有少量的Al元素存在,且Al元素的含量从阳极表面向内呈递减趋势。. 3)不同金属相含量的NiFe2O4基金属陶瓷电解后阳极表面均形成了陶瓷致密层,但随着材料成分中金属相含量的增加致密层的孔洞有逐渐增多的趋势,表明金属相含量的增加并不利于NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极表面尖晶石陶瓷致密层的形成。.4)金属陶瓷阳极表面形成致密陶瓷层NiFe2O4-NiAl2O4-FeAl2O4,.5)电解过程中阳极表面致密层逐渐形成且其成分为NiFe2O4-NiAl2O4-FeAl2O4,晶界是氧化物主要的聚集地,而且各元素在晶界处存在元素含量变化的缓冲带,Al元素主要聚集在晶界处形成NiAl2O4和FeAl2O4。.6)首次引入Yb2O3作为NiFe2O4-10NiO基金属陶瓷晶界强化剂,提高了该材料晶界的耐蚀性能。晶界强化剂Yb2O3与NiFe2O4反应生成倾向于陶瓷晶界分布的YbFeO3相,同时消除了晶界气孔。陶瓷相晶界结构的强化有效抑制了电解过程金属相的流失和电解质熔体的渗透。.7)从不同组元的XRD和拉曼光谱中看到电解质中存在多种离子结构,可能产生Me-F、Me-O-F或是Me-Al-O-F的离子结构(Me对应Ni、Fe、Cu)。.8)高温拉曼光谱中也没有看到Me-F、Me-O-F等相应的离子结构,说明阳极组元Me-Al-O-F的离子结构。Fe、Ni、Cu也会部分取代铝氧氟离子中的Al,形成MexAlaOyFz(z+2y-

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(3)
专利数量(2)
Effect of Yb2O3 doping on the Grain Boundary of NiFe2O4-10NiO-Based Cermets after Sintering
Yb2O3掺杂对NiFe2O4-10NiO基金属陶瓷烧结后晶界的影响
  • DOI:
    10.1007/s12613-015-1202-z
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Han-bing He
  • 通讯作者:
    Han-bing He

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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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