纳米金属材料蠕变行为的跨尺度和多尺度效应及主控变形机制的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51471131
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    85.0万
  • 负责人：
    黄平
  • 依托单位：
    西安交通大学
  • 学科分类：
    E0103.金属材料使役行为与表面工程
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

In present project, we try to investigate the creep deformation mechanism of nanocrystalline metals by quantitatively analyzing both activation parameters and creep related parameters. Focusing on the cross-scale effect corresponding to average grain size and multi-scale effect corresponding to grain size distribution,based on face-centered cubic metal system, investigate the intrinsic connections between microstructure, defect size and creep behavior in nanocrystalline metals, specifically concerning on the mechanism related to grain boundary and staking fault, establishing the material and mechanical models based on the effects of both cross- and multi-scales. By performing creep test at various temperature and mechanical fields, derive activation parameters, i.e., activation energy, activation volume and strain rate sensitivity, and mechanical parameters, i.e., stress exponent, creep rate etc, of creep deformation at near room temperature, quantitatively analysis the mechanical response of the creep behavior from microstructural evolution in nanocrystalline metals. Here we try to indicate the size effect at cross- and multi- scale and related deformation mechanisms, and try to clarify those long-lasting controversial observations in previous studies concerning the creep behavior of nanocrystalline metals. We expect the achievements derived from this project could also be used in corresponding bulk nanocrystalline metals with face-centered cubic lattice structure.
本项目拟结合蠕变热激活参量和蠕变力学参量的定量分析研究纳米金属材料的蠕变变形机制。着眼于晶粒大小对应的跨尺度变形机制转变及晶粒尺寸分布对应的多尺度变形机制共存的复杂体系，以面心立方金属为例，探讨微观结构、缺陷尺度与纳米晶蠕变行为的关联性和规律性，特别关注晶界和层错的作用机制，建立以晶粒跨尺度和分布多尺度为主要特征的纳米多晶金属蠕变的材料学及力学模型。采用力-热耦合场下的变温变载蠕变实验，在近室温及低温区间内获取激活能、激活体积、应变率敏感系数等热激活参量及应力指数、蠕变应变率等力学参量，量化分析微观结构特征尺寸对纳米多晶金属蠕变行为的力学响应。揭示蠕变性能与变形机制的纵向跨尺度与横向多尺度效应，尝试澄清纳米尺度晶粒中蠕变在实验表征、理论模型等方面出现的若干矛盾现象，为进一步理解和解释相应的蠕变内在物理机制提供实验和理论支撑。

结项摘要

本项目围绕纳米金属材料的蠕变变形行为，在系统表征纳米多晶、纳米晶体/晶体多层膜、纳米非晶/晶体多层膜等纳米尺度金属材料微观结构的基础之上，着眼于多尺度结构相互关联、作用导致的尺寸效应，主要研究了特征微结构、缺陷尺度与纳米金属材料蠕变行为及相关力学行为的内在关联和依赖性。特别是将研究对象由单一的纳米多晶金属材料拓展到纳米多层膜及其与金属玻璃复合的复杂材料体系，采用实验和计算机模拟相结合的方法，研究了激活能、激活体积、应变速率敏感性等热激活参量与硬度、应力指数及蠕变参量对微结构特征尺寸的依赖性。此外，对引入的金属玻璃体系，系统的研究了在弛豫、回复及微结构空间异质性的调控与力学性能的关联，给出了弛豫及回复过程随预应力、应力循环及循环热处理的变化趋势及内在物理机制，对非晶/晶体纳米复合材料的硬度、蠕变速率及剪切变形等行为开展了较为深入的研究。特别是对纳米多晶金属中的晶界弛豫对其蠕变变形的影响，晶体与非晶间互为限制层时各自的强化机制、蠕变机制及应变速率敏感性的变化，晶体/非晶多层膜的剪切行为及其对强度及塑性的影响等方面取得了较为突出的成果。

项目成果

期刊论文数量（31）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Plastic Deformation Modes of CuZr/Cu Multilayers.
CuZr/Cu多层膜的塑性变形模式
  • DOI：
    10.1038/srep23306
  • 发表时间：
    2016-03-17
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Cui Y;Abad OT;Wang F;Huang P;Lu TJ;Xu KW;Wang J
  • 通讯作者：
    Wang J
On the role of weak interface in crack blunting process in nanoscale layered composites
弱界面在纳米层状复合材料裂纹钝化过程中的作用
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2017.10.002
  • 发表时间：
    2018-03
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Li Yi;Zhou Qing;Zhang Shuang;Huang Ping;Xu Kewei;Wang Fei;Lu Tianjian
  • 通讯作者：
    Lu Tianjian
Structure-dependent size effects in CuTa/Cu nanolaminates
CuTa/Cu 纳米层压材料中结构相关的尺寸效应
  • DOI：
    10.1016/j.msea.2016.01.118
  • 发表时间：
    2016-03-21
  • 期刊：
    MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Gu, C.;Wang, F.;Lu, T. J.
  • 通讯作者：
    Lu, T. J.
The effects of thin coatings on the mechanical properties and resistance to annealing-induced embrittlement of bulk metallic glass
薄涂层对大块金属玻璃机械性能和抗退火脆化性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.msea.2017.03.049
  • 发表时间：
    2017-04
  • 期刊：
    Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Chen Z. Q.;Huang L.;Huang P.;Xu K. W.;Wang F.;Lu T. J.
  • 通讯作者：
    Lu T. J.
Strain rate sensitivity of Cu/Ta multilayered films: Comparison between grain boundary and heterophase interface
Cu/Ta多层膜的应变率敏感性：晶界与异相界面的比较
  • DOI：
    10.1016/j.scriptamat.2015.08.031
  • 发表时间：
    2016-01
  • 期刊：
    Scripta Materialia
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    Q. Zhou;J.J. Li;F. Wang;P. Huang;K.W. Xu;T.J. Lu
  • 通讯作者：
    T.J. Lu

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    安晓强;郭鑫;苑旺;黄平;江键;崔黎丽
  • 通讯作者：
    崔黎丽

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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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