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双相共晶高熵合金中迥异的同/异相界面行为

Science China Materials 2023年第6期66卷 2454-2466页

作者：代乾宁谢碧君任少飞余朕翔徐斌孙明月 Key Laboratory of Nuclear Materials and Safety Assessment Institute of Metal ResearchChinese Academy of SciencesShenyang 110016China Shenyang National Laboratory for Materials Science Institute of Metal ResearchChinese Academy of SciencesShenyang 110016China School of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of ChinaShenyang 110016China

界面的结构和行为对材料的性能具有重要的影响.本文旨在研究复杂成分多相体系材料中这些独特的界面结构和行为.我们报道了通过连接AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金所获得的L1_(2)-L1_(2),B2-B2,L1_(2)-B2三种界面迥异的界面行为.具体是,... 详细信息

界面的结构和行为对材料的性能具有重要的影响.本文旨在研究复杂成分多相体系材料中这些独特的界面结构和行为.我们报道了通过连接AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金所获得的L1_(2)-L1_(2),B2-B2,L1_(2)-B2三种界面迥异的界面行为.具体是,由于热-应变诱导的晶界演化,在L1_(2)-L1_(2)界面附近出现了明显的界面动态再结晶.相反,由于极少的界面应变,B2-B2界面几乎没有发生动态再结晶,其连接可能是由于扩散引起的.由于L1_(2)相和B2相本征的结构差异,在L1_(2)-B2界面处只在L1_(2)相侧发生了动态再结晶.这类异质界面的连接是由于界面元素的扩散.另外,由于高熵合金高的缺陷-析出敏感性,在连接界面附近出现了应变诱导析出的B2_(Ⅱ)相.B2_(Ⅱ)相的析出消耗了基体中的Ni,Al元素,造成了L1_(2)相的无序化.通过定量计算相应晶粒的极限尺寸评估了这些B2_(Ⅱ)相带来的Zener钉扎效应.这种B2_(Ⅱ)相的钉扎作用及元素的缓慢扩散效应可能导致了L1_(2)-L1_(2)界面温度依赖的动态再结晶行为.本研究有助于理解多相高熵合金独特的界面行为,并为多相、复杂成分、界面析出等因素对界面演化的影响提供了新的认识.

关键词：动态再结晶极限尺寸钉扎作用高熵合金无序化共晶界面行为双相

一种低密度耐高温高比强度多层次结构双相高熵合金

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Science China Materials 2023年第2期66卷 780-792页

作者：李亚耸廖卫兵陈怀灿 Jamieson Brechtl 宋温丽殷雯何占兵 Peter K.Liaw 张勇 Beijing Advanced Innovation Center of Materials Genome Engineering State Key Laboratory for Advanced Metals and MaterialsUniversity of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province College of Physics and Optoelectronic EngineeringShenzhen UniversityShenzhen 518060China Spallation Neutron Source Science Center Institute of High Energy PhysicsChinese Academy of SciencesDongguan 523803China Energy and Transportation Science Division Oak RidgeTN37831USA Department of Materials Science and Engineering The University of TennesseeKnoxvilleTN37996USA Beijing Key Laboratory for Magneto-Photoelectrical Composite and Interface Science University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Shunde Graduate School of University of Science and Technology Beijing Foshan 528399China

本文研究了一种新型低密度(~6.24 g cm^(-3))双相AlTiVCoNi高熵合金,其组织结构由有序L21高熵金属间化合物、无序体心立方结构和纳米L21相多层次结构构成.该合金在1200℃+24 h热处理下未发生相结构转变,在此条件下具有优异的高温相结构... 详细信息

本文研究了一种新型低密度(~6.24 g cm^(-3))双相AlTiVCoNi高熵合金,其组织结构由有序L21高熵金属间化合物、无序体心立方结构和纳米L21相多层次结构构成.该合金在1200℃+24 h热处理下未发生相结构转变,在此条件下具有优异的高温相结构稳定性,其铸态和热处理态的压缩屈服强度相当,达到~1.6 GPa.另外,该合金在室温和600℃条件下表现出了优异的强塑性匹配和优异的比屈服强度,分别达到了约261和210 MPa g^(-1)cm^(3).该合金的超高强度主要源于有序L21相与体心立方相的半共格界面导致的一种强相结构稳定性和多层次结构的复合强化机制.该合金在800和1000℃压缩过程中出现了动态再结晶软化,使得其高温强度有所降低.这种“具有半共格界面L21+体心立方+纳米L21颗粒”的多层次结构设计为开发新型低密度耐高温高熵合金提供了一种新设计思路.

关键词：金属间化合物高熵合金体心立方双相多层次结构高比强度超高强度高温强度

双相钛合金晶粒尺度微观变形行为及切削仿真研究

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双相钛合金晶粒尺度微观变形行为及切削仿真研究

作者：蔡文通山东大学

学位级别：硕士

随着工业生产的推进和社会需求的提高,产品的高度集成化、小型化在国防、通信、医学等领域中蓬勃发展。针对微小零件的制造过程中,微切削因其快速、高效、低成本、应用范围广、能加工复杂三维几何结构的特点,成为广泛采用的微小零件机... 详细信息

随着工业生产的推进和社会需求的提高,产品的高度集成化、小型化在国防、通信、医学等领域中蓬勃发展。针对微小零件的制造过程中,微切削因其快速、高效、低成本、应用范围广、能加工复杂三维几何结构的特点,成为广泛采用的微小零件机械加工手段。在众多的微型零部件中,微型机器人、微型飞行器等微机电系统是目前各国竞相发展的新兴领域,微动力装置作为微机电系统的“心脏”,微小叶轮/涡轮的重要性不言而喻,由于其多在高温、高压及交变载荷等非常苛刻的条件下工作,因此通常需要低密度、高比强度和耐高温能力强的材料,如钛合金Ti6A14V。Ti6A14V是一种由具有密排六方晶格结构的α相和具有体心立方晶格结构的β相组成的双相多晶材料,因而在塑性变形过程中双相协调变形和相互作用机理复杂。另外在微切削加工过程中,由于加工特征尺寸在微米量级,与晶粒尺寸相当,进而晶粒特征如取向、晶界、相界等将显著影响材料的切削加工性和成品质量。目前大部分针对微切削加工的本构理论多是在传统Johnson-Cook本构的基础上进行改进,无法直接体现晶粒信息对切削加工性的影响。本文从晶粒层面建模出发,应用晶体塑性理论,建立适用于钛合金Ti6A14V这种双相多晶材料的晶体塑性有限元模型,探究其在动、静态条件下的微观变形行为,然后进一步构建其切削仿真模型,探讨其切削加工性。首先,通过EBSD数据提取Ti6A14V双相的真实晶粒尺度信息,获取双相晶粒尺度信息分布规律,根据分布规律伪随机生成晶粒尺寸、取向、晶界取向差信息。通过伪随机尺寸信息配合Voronoi方法生成双相几何模型,然后将伪随机取向信息赋予双相几何模型得到双相微结构模型。其次,通过准静态拉伸实验对准静态变形条件下的本构模型进行了参数标定,得到双相对应的本构参数,使得模拟得到的拉伸力学行为与实验保持高度相似性。模型的验证通过实验从微观和宏观两个层面进行:微观层面通过双相晶体塑性有限元模型沿X方向拉伸后晶粒尺寸与实验的对比;宏观层面通过Y方向模型拉伸过程的应力-应变曲线与实验的对比。然后,应用此双相晶体塑性有限元模型建模方法探究了四种双相分布形态(双相晶粒随机分布、双相晶粒均匀分布、双相晶粒沿垂直于拉伸方向周期分布和双相晶粒沿平行于拉伸方向周期分布)对变形行为的影响,结果表明双相晶粒平行于拉伸方向周期分布的方式在准静态拉伸过程的综合力学性能表现上最优,不仅具有高的抗拉强度,还具有较好的微观应力-应变均匀性。接着,针对动态条件下准静态晶体塑性本构参数不再适用的情况下,开展分离式霍普金森压杆实验,拟合了动态条件下的晶体塑性本构参数,随即应用动态晶体塑性有限元模型定量分析了动态条件下双相的应力-应变分布情况,结果表明在高应变率条件下,随着应变率提升,材料容易产生应变分布不均匀现象,为材料裂纹萌生、扩展、失效提供条件。相比于α相,β相晶粒的流动应力对应变率更加敏感。最后,在静、动态晶体塑性本构理论的基础上加入材料破坏模型,构建了适用于双相钛合金Ti6A14V的晶体塑性有限元微切削仿真模型。通过金刚石直线刃直角微切削实验,从切削力和表面粗糙度两个层面验证了模型的有效性。之后通过切削仿真模型,对双相晶粒不同切削速度下的切削加工性进行了探讨,包括切削力和表面粗糙度。结果表明相界比晶界具有更强的切削抗力,α相晶粒的平均切削力大于β相晶粒的平均切削力,整体β相晶粒在切削力方面对切削速度的敏感性显著高于α相晶粒。不同切削速度下,β相晶粒的粗糙度值显著大于α相晶粒,β相晶粒的粗糙度变化对切削速度具有更强的敏感性。

关键词： Ti6Al4V 双相晶体塑性静动态变形微切削加工

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双相镁锂合金织构演变及变形机制研究

双相镁锂合金织构演变及变形机制研究

作者：李晓燕重庆理工大学

学位级别：硕士

镁锂合金因其低密度和高成型性而受到航空航天和交通运输工业的广泛关注。织构影响镁锂合金板材成型性能,也反映变形过程中的滑移和孪晶行为。Li元素的加入会降低c/a值,激活非基面滑移系,导致织构的形成远比普通镁合金复杂。同时,双相... 详细信息

镁锂合金因其低密度和高成型性而受到航空航天和交通运输工业的广泛关注。织构影响镁锂合金板材成型性能,也反映变形过程中的滑移和孪晶行为。Li元素的加入会降低c/a值,激活非基面滑移系,导致织构的形成远比普通镁合金复杂。同时,双相镁锂合金具有HCP结构和BCC结构,这意味着两相的织构需要独立考虑。国内外对普通镁合金的塑性变形机制开展了大量研究,然而对于β-Li相塑性变形机制的研究较少,极大地限制了镁锂合金板材的大规模应用。本文采用轧制制备双相镁锂合金板材,通过调控轧制温度、初始取向,研究合金轧制织构演化过程中的内在机理。通过调控轧制温度研究了α-Mg相基面滑移和锥面滑移之间的竞争机制及β-Li相的动态再结晶行为。通过选用不同初始取向样品进行轧制,探明了变形过程中α-Mg相的拉伸孪晶、滑移行为及β-Li相滑移系启动的有利取向。同时,通过研究双相镁锂合金在不同拉伸速率下织构演化,分析了拉伸速率对α-Mg相及β-Li相滑移系启动的影响。本文得到的主要结论如下:（1）掌握了变形温度对双相镁锂合金轧制织构演变及变形机制影响的规律。α-Mg相在-196 ~oC到300 ~oC轧制都形成沿RD偏转的双峰织构,升高温度后沿RD偏转的双峰织构角度降低且织构组分沿TD方向扩展。β-Li相在300 ~oC轧制时形成强{001}织构且沿RD偏转12~o有新织构组分形成。轧制过程中α-Mg相织构演变的主要原因在于提高轧制温度后非基面滑移系启动能力增加,基面滑移和锥面滑移的竞争受温度的影响,高温下更有利于基面滑移启动。β-Li相织构演变的主要原因在于升高温度后{110}滑移系启动能力增加且300 ~oC时板材发生了动态再结晶。（2）获得了初始取向对双相镁锂合金轧制织构演变的影响规律。制备了晶格c轴平行于RD及TD两种织构样品进行冷轧。对于α-Mg相,轧制变形10%后由于拉伸孪晶作用在（0002）极图中心形成了新织构组分。压下率为70%时所有样品中都形成了沿RD偏转的双峰织构,此外,晶格c轴平行于TD的样品还形成了沿TD偏转的双峰织构。升高温度后三种取向样品在TD方向的织构组分强度都增强。室温轧制变形70%时,β-Li相中{111}织构组分最强。升高温度后三种取向样品分别出现了更强的{223}、{112}和{001}织构组分。（3）掌握了初始取向对双相镁锂合金变形机制的影响规律。对于α-Mg相,86°拉伸孪晶在晶格c轴平行于RD的样品中占优势,基面滑移和锥面滑移共同作用协调三种取向样品的形变应变。晶格c轴平行于TD的初始取向以及升高温度有效的促进了α-Mg相柱面滑移的启动。对于β-Li相,升高温度后有利于激活{110}滑移系,晶格c轴平行于RD时为激活{110}滑移的最有利取向。（4）获得了拉伸速率对双相镁锂合金织构演变及变形机制影响的规律。相同变形应变量时,α-Mg相在10s条件下形成的沿RD偏转的双峰织构角度比10s低。大应变量时,α-Mg相在10s条件下织构组分沿TD扩展。β-Li相在10s条件下主要的织构组分为{001},在10s条件下最强织构组分由欧拉角为（15~o,0~o,45~o）转变为{001}。α-Mg相织构演变的主要的原因在于高应变速率下基面滑移在与锥面滑移的竞争中占优势且更有利于启动柱面滑移。β-Li相在10s条件下启动{110}和{123}滑移系协调变形,在10s条件下启动{112}和{123}滑移系协调变形。10s条件下更有利于启动{123}滑移系。

关键词：镁锂合金双相织构演变变形机制

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双相混合导体膜氧渗透性能改善的研究进展

无机材料学报 2015年第12期30卷 1233-1242页

作者：陈婷江莞江伟辉刘健敏张筱君谢志翔景德镇陶瓷学院材料学院景德镇333001 景德镇陶瓷学院国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心景德镇333001 东华大学材料科学与工程学院上海201620

双相混合导体膜在高温下能够同时传导氧离子和电子,具有稳定性好、膨胀系数低、机械强度高和成分可调等优点,可以作为反应器应用于甲烷部分氧化制合成气(POM)。但双相混合导体膜的透氧率较低,成为亟待解决的问题。本文从透氧机理入手详... 详细信息

双相混合导体膜在高温下能够同时传导氧离子和电子,具有稳定性好、膨胀系数低、机械强度高和成分可调等优点,可以作为反应器应用于甲烷部分氧化制合成气(POM)。但双相混合导体膜的透氧率较低,成为亟待解决的问题。本文从透氧机理入手详细阐述了氧渗透过程的影响因素。在此基础上综述了目前提高双相混合导体膜透氧率的措施,包括了采用混合导体作为电子导电相、降低电子导电相形成连续渗流网络的体积比阀值和减小双相晶粒尺寸,以及宏观上制备出不对称膜、管状膜和中空纤维膜进一步降低膜厚、增大表面积以提高透氧率。最后指出双相混合导体膜在未来需要重点解决的一些问题。

关键词：混合导体氧分离陶瓷膜双相综述

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具有双相结构的复合闪烁玻璃的研究

具有双相结构的复合闪烁玻璃的研究

作者：林梓宇华南理工大学

学位级别：硕士

在工业无损检测、医疗、高能物理、国土安全等众多领域,以闪烁体材料为核心的辐射探测器件和系统发挥着不可替代的作用。随着辐射科学技术的发展进步,现有的闪烁体材料难以满足日益严苛的应用需求,开发新型的闪烁体材料具有重要的价值... 详细信息

在工业无损检测、医疗、高能物理、国土安全等众多领域,以闪烁体材料为核心的辐射探测器件和系统发挥着不可替代的作用。随着辐射科学技术的发展进步,现有的闪烁体材料难以满足日益严苛的应用需求,开发新型的闪烁体材料具有重要的价值和意义。相比闪烁晶体,闪烁玻璃具有成本低、可大尺寸制备、可光纤化和形状可控等诸多优点;然而闪烁玻璃的低光产额严重限制了其商业化和大规模应用。针对该问题,本论文基于多相材料的设计思想,设计制备了面向中子和X射线探测应用的具有双相结构的复合闪烁玻璃,并对其结构调控和性能展开了系统研究。主要研究工作如下:1.基于低温共熔技术实现了Zn S:Ag荧光粉和富B硼酸盐玻璃的复合,制备并研究了面向中子探测应用的具有Zn S:Ag晶体-富B玻璃基体双相结构的复合闪烁玻璃。低温共熔复合后,Zn S:Ag荧光粉均匀分散在玻璃基质中并保持了优异的闪烁发光性能。在中子束流辐照下,富B玻璃基质拦截俘获中子并发生核反应,产生的带电次级粒子激发玻璃基体包裹的的Zn S:Ag荧光粉闪烁发光,复合闪烁玻璃的最优中子光产额达标准的Zn S/Li F闪烁商品的53%,可实现对中子的高效精准探测。2.以Rb Cl-PO体系为研究对象,通过高温熔融淬冷制备了具有Rb Cl晶体-磷酸盐玻璃基体双相结构的复合闪烁玻璃,研究了其结构调控可能性和闪烁性能,并探讨了潜在的闪烁机理。研究结果表明,通过改变Rb Cl/PO比例可以实现从单一玻璃相到晶体-玻璃双相的结构调控。在X射线激发下,Ag掺杂的复合闪烁玻璃呈现多模态发光响应特性,可实现基于Ag和Ag双发光强度比的自校正X射线强度探测和基于Ag辐射光致发光现象的累计剂量测量。3.以Si-Al-Lu-Li-Gd-F-O玻璃体系为研究对象,制备了具有纳米尺度连通形貌的分相结构的氟氧化物复合闪烁玻璃。通过探索F/O比例和热处理工艺对闪烁玻璃的结构和发光性能影响,以及掺杂发光中心Ce的浓度优化,获得了具有良好的闪烁发光性能的复合闪烁玻璃。最优样品的X射线激发发光积分强度可达标准BGO晶体的64.0%,且荧光寿命仅为22 ns。

关键词：闪烁体玻璃双相中子 X射线

伴自杀行为和自杀观念的双相障碍患者前额叶近红外光图谱分析

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伴自杀行为和自杀观念的双相障碍患者前额叶近红外光图谱分析

作者：苏昱河北医科大学

学位级别：硕士

目的:通过近红外光谱分析仪探讨伴自杀行为和自杀观念的双相抑郁患者及抑郁障碍患者前额叶功能激活的特点。方法:对28例伴有自杀行为或自杀意念的双相抑郁患者(双相自杀组)、28例伴有自杀行为或自杀观念的抑郁障碍患者(抑郁自杀组)及28... 详细信息

目的:通过近红外光谱分析仪探讨伴自杀行为和自杀观念的双相抑郁患者及抑郁障碍患者前额叶功能激活的特点。方法:对28例伴有自杀行为或自杀意念的双相抑郁患者(双相自杀组)、28例伴有自杀行为或自杀观念的抑郁障碍患者(抑郁自杀组)及28例性别、年龄、受教育年限相匹配的健康对照者(对照组)进行测试,在言语流畅性任务下(VFT),应用52通道近红外光谱分析仪采集受试者前额叶及颞叶血流的变化。比较三组患者完成任务时,氧合血红蛋白(O xy-Hb)、脱氧血红蛋白(Deoxy-Hb)、和总血红蛋白(Tatol-Hb)达峰时间及相对浓度的数据。结果:双相自杀组和抑郁自杀组Oxy?Hb、Deoxy?Hb、Tatol?Hb浓度的平均达峰时间均不存在显著差异(P>0.05),但均小于对照组(P双相自杀组显著大于抑郁自杀组(P双相自杀组显著大于抑郁自杀组(P双相自杀组显著小于抑郁自杀组,右中央后回双相自杀组显著大于抑郁自杀组。分别比较两组的△Hb O在52个通道的差异,右眶额叶存在显著差异,双相自杀组显著大于抑郁自杀组(P双相自杀组显著大于抑郁自杀组(P0.05);两组的Tatol?Hb浓度积分值在左眶额叶存在显著差异,双相自杀组显著小于抑郁自杀组(P双相障碍组或抑郁障碍组,前额叶激活程度均降低,两组前额叶激活模式基本相同,提示在双相障碍和抑郁障碍患者大脑中的改变有相同也有不同之处。

关键词：双相近红外光自杀

双相颗粒混合增韧ZrB_2陶瓷复合材料的研究

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哈尔滨工业大学学报 2005年第6期37卷 727-729页

作者：李金平孟松鹤韩杰才易法军许承海哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所黑龙江哈尔滨150001

将增韧相与ZrB2陶瓷基体按配比混料、热压,制备了双相颗粒混合增韧ZrB2陶瓷复合材料,研究了其密度、硬度、力学性能、耐烧蚀性能以及显微组织.结果表明,采用混料热压法能制备99.5%理论密度的ZrB2复合材料;显微硬度为800HV,室温抗压强度... 详细信息

将增韧相与ZrB2陶瓷基体按配比混料、热压,制备了双相颗粒混合增韧ZrB2陶瓷复合材料,研究了其密度、硬度、力学性能、耐烧蚀性能以及显微组织.结果表明,采用混料热压法能制备99.5%理论密度的ZrB2复合材料;显微硬度为800HV,室温抗压强度为1.397GPa,相对压缩率为21.8%.随着温度升高,强度和压缩率均急剧下降;然而,到1100℃时抗压强度仍高达649MPa,相对压缩率为7.6%.该复合材料在等离子电弧加热器上烧蚀6s后,试样表面温升达2800℃,烧蚀后晶粒长大,部分韧化相熔化飞出,留下孔洞.在氧乙炔焰上烧蚀30s后,试样表面温升达到2000℃,烧蚀后表面无裂纹,表面形成一层氧化膜,晶粒略有长大.

关键词：陶瓷复合材料 ZrB2 颗粒混合增韧双相抗压强度表面温升耐烧蚀性能电弧加热器压缩率陶瓷基体力学性能显微组织理论密度显微硬度温度升高晶粒长大热压法等离子氧化膜混料制备试样熔化韧化乙炔

中国球形孢子丝菌双相cDNA消减文库构建及其差异基因的筛选和验证(英文)

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Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology) 2015年第12期16卷 991-997页

作者： Qing-bi HU Yu HE Xun ZHOU Department of Dermatology the First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University Department of Dermatology and Cosmetology Chongqing Traditional Chinese Medicine Hospital

目的:为进一步研究中国球形孢子丝菌的双向转换机制,明确目的差异基因对我国球形孢子丝菌形态和双相转换的影响,探讨可能参与的信号传导通路,以期较全面地探讨孢子丝菌双相转换相关的分子机制,也为筛选抗真菌药物研究提供新的靶位和切... 详细信息

目的:为进一步研究中国球形孢子丝菌的双向转换机制,明确目的差异基因对我国球形孢子丝菌形态和双相转换的影响,探讨可能参与的信号传导通路,以期较全面地探讨孢子丝菌双相转换相关的分子机制,也为筛选抗真菌药物研究提供新的靶位和切入点。创新点:以中国球形孢子丝菌双向转换为立足点,应用抑制性消减文库成功构建的高特异性的中国球形孢子丝菌酵母相(Y)和菌丝相(M)的正反cDNA基础上,对中国球形孢子丝菌双相转换相关基因进行生物信息学分析并对部分有意义的差异表达基因进行验证。方法:本实验通过抑制性消减杂交技术构建中国球形孢子丝菌酵母相和菌丝相的正反cDNA消减文库,并对差异基因进行生物信息学分析,获得部分有意义的差异表达基因,再通过实时荧光聚合酶链反应(PCR)技术验证目的基因在双相中的差异表达。结论:通过抑制性消减杂交技术对中国球形孢子丝菌的正向和反向两个文库进行筛选,获得可能参与球形孢子丝菌细胞壁合成、信号转到、新陈代谢类等相关的片段重叠群(contigs),结果表明中国球形孢子丝菌在双相型转换中存在明显表达差异基因,同时利用相对定量的实时荧光定量技术对其中两个基因(细胞表面分子类基因细胞周期检测点激酶CHK和结构基因类核糖体RNA基因)进行验证,认为它们可能与双相转换有关。

关键词：球形孢子丝菌双相抑制性消减杂交技术(SSH) 实时荧光PCR技术