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近日，科學(xué)技術(shù)部發(fā)布國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報指南，共包含高性能高分子材料及其復(fù)合材料、高溫與特種金屬結(jié)構(gòu)材料、輕質(zhì)高強(qiáng)金屬及其復(fù)合材料、先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷與陶瓷基復(fù)合材料、先進(jìn)工程結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)材料制備加工與評價新技術(shù)、基于材料基因工程的結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料7個技術(shù)方向。

指南明確，按照“基礎(chǔ)前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)、示范應(yīng)用”三個層面，擬啟動37個項(xiàng)目，擬安排國撥經(jīng)費(fèi)6.32億元。其中，擬部署9個青年科學(xué)家項(xiàng)目，擬安排國撥經(jīng)費(fèi)3600萬元，每個項(xiàng)目400萬元。

其中光熱發(fā)電用耐高溫熔鹽特種合金研制與應(yīng)用（示范應(yīng)用）被錄入高溫與特種金屬結(jié)構(gòu)材料方向。

該項(xiàng)研究內(nèi)容具體包含如下：針對太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)低成本高效發(fā)電可持續(xù)發(fā)展需求，以下一代低成本高效超臨界二氧化碳光熱發(fā)電系統(tǒng)中耐高溫氯化物混合熔鹽特種金屬材料及其制造技術(shù)為研究對象，研究耐高溫不銹鋼、高溫合金板材及其焊接界面在高溫氯化物、硝酸鹽中的腐蝕機(jī)理和服役壽命預(yù)測技術(shù)，研究滿足氯化物和硝酸鹽熔鹽發(fā)電系統(tǒng)用的耐高溫不銹鋼、高溫合金板材成分和組織設(shè)計及其批量制造技術(shù)，開發(fā)耐高溫熔鹽不銹鋼、高溫合金成型和焊接行為及其先進(jìn)制備技術(shù)，發(fā)展高溫合金長壽命高吸收率吸熱涂層，實(shí)現(xiàn)高性能不銹鋼、高溫合金產(chǎn)品開發(fā)及應(yīng)用示范。

具體考核指標(biāo)為：耐高溫不銹鋼、高溫合金板材耐熔鹽腐蝕性能達(dá)到國際先進(jìn)水平（滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求），不銹鋼在800℃氯化物、600℃硝酸鹽中的腐蝕速率＜0.01mm/年，高溫合金在800℃氯化物、600℃硝酸鹽中的腐蝕速率＜0.005mm/年；形成耐高溫氯化物熔鹽的不銹鋼和高溫合金設(shè)計與板材先進(jìn)制造技術(shù)，高溫合金板材涂層太陽能吸收率＞0.96；形成萬噸級以上耐高溫熔鹽不銹鋼板材、百噸級耐高溫熔鹽高溫合金板材研發(fā)和生產(chǎn)能力，在光熱發(fā)電系統(tǒng)中獲得示范應(yīng)用。

下為申報指南涉及的具體方向和詳情【詳見附件】：

附件3-“先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報指南_20210513180825[1].pdf

1.高性能高分子材料及其復(fù)合材料

1.1高性能全芳香族纖維系列化與規(guī)模化制備關(guān)鍵技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對航空航天、武器裝備等亟需的高強(qiáng)高韌結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用需求，開展高性能全芳香族纖維制備關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用研究。揭示大分子剛性鏈結(jié)構(gòu)、纖維紡絲成型、凝聚態(tài)及其性能之間的內(nèi)在規(guī)律，攻克全芳香族纖維制備共性科學(xué)問題；研究高強(qiáng)/高模芳綸纖維成型和熱處理工藝，突破制備關(guān)鍵制備技術(shù)及成套裝備；研究高伸長耐高溫芳綸III纖維、芳綸紙及其蜂窩應(yīng)用技術(shù)；探討高性能液晶紡絲聚芳酯聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計、固態(tài)縮聚反應(yīng)動力學(xué)和纖維冷卻成型機(jī)理，攻克聚芳酯纖維制備關(guān)鍵技術(shù)。

1.2面向高端應(yīng)用的阻燃高分子材料關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：面向5G通訊和軌道交通等高端制造業(yè)的需求，形成一批具有國際領(lǐng)先水平和自主知識產(chǎn)權(quán)的合成樹脂材料及應(yīng)用技術(shù)。重點(diǎn)開發(fā)PCB的無鹵高阻燃、高Tg、低介電性能的環(huán)氧樹脂；高阻燃耐老化熱塑性彈性體TPE和聚脲彈性體無鹵阻燃技術(shù)及應(yīng)用；研發(fā)本征阻燃高溫炭化不熔滴聚酯和低熱釋放本征阻燃聚碳酸酯合成技術(shù)；本征阻燃尼龍66工程化制備及其應(yīng)用，完成萬噸級規(guī)模化生產(chǎn)與應(yīng)用示范。

1.3低成本生物基工程塑料的制備與產(chǎn)業(yè)化（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：面向生物基高分子材料成本高和高性能工程塑料牌號少的問題，集中開發(fā)低成本生物基呋喃二甲酸（FDCA）、異山梨糖醇的制備技術(shù)；開發(fā)1，4-環(huán)己烷二甲醇（CHDM）和2,2,4,4-四甲基環(huán)丁二醇（CBDO）的國產(chǎn)化制備技術(shù)，基于生物基單體和新型單體開發(fā)PEF、PCF、PIF和PETG等生物基聚酯以及PIC、PCIC等生物基聚碳酸酯，從單體、聚合物到后端應(yīng)用全鏈條研究。精細(xì)調(diào)控產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，研究產(chǎn)品的耐溫性能、力學(xué)性能、阻隔性能等，開發(fā)不低于8種高性能聚酯和聚碳酸酯產(chǎn)品，并在包裝領(lǐng)域得到應(yīng)用。

2.高溫與特種金屬結(jié)構(gòu)材料

2.1高溫合金純凈化與難變形薄壁異形鍛件制備技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對國產(chǎn)高溫合金冶金質(zhì)量差、材料綜合利用率低、力學(xué)性能波動大等問題，研究鎳基高溫合金純凈熔煉、返回料處理和再利用技術(shù)，返回料與全新料混合重熔工藝；開發(fā)難變形高溫合金成分優(yōu)化及純凈熔煉、鑄錠均勻化熱處理、合金鑄錠均質(zhì)開坯、棒料細(xì)晶鍛制、大型薄壁異形環(huán)形件整體制備等工藝技術(shù)，建立合金工藝與成分、組織和性能的影響關(guān)系，實(shí)現(xiàn)高溫合金棒材和鍛件組織均勻性和性能一致性的優(yōu)化控制，完成合金制備工藝、材料與構(gòu)件質(zhì)量評估及在先進(jìn)能源動力裝備的考核驗(yàn)證。

2.2高品質(zhì)TiAl合金粉末制備及3D打印關(guān)鍵技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對電子束3D打印所需的低氧含量球形TiAl合金粉末，研究鋁元素?fù)]發(fā)、粉末球形度差、空心粉高問題，突破工業(yè)化生產(chǎn)球形TiAl合金粉末和工業(yè)化TiAl構(gòu)件增材制造關(guān)鍵技術(shù)；開展增材制造TiAl合金的材料—工藝—組織—缺陷—性能一體化系統(tǒng)研究及典型服役性能測試，突破構(gòu)件增材制造工藝及性能控制關(guān)鍵技術(shù)，掌握包括材料、工藝、組織調(diào)控、性能特征及典型應(yīng)用，為新一代航空發(fā)動機(jī)高溫關(guān)鍵構(gòu)件制造及工業(yè)化應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

2.3光熱發(fā)電用耐高溫熔鹽特種合金研制與應(yīng)用（示范應(yīng)用）

研究內(nèi)容：針對太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)低成本高效發(fā)電可持續(xù)發(fā)展需求，以下一代低成本高效超臨界二氧化碳光熱發(fā)電系統(tǒng)中耐高溫氯化物混合熔鹽特種金屬材料及其制造技術(shù)為研究對象，研究耐高溫不銹鋼、高溫合金板材及其焊接界面在高溫氯化物、硝酸鹽中的腐蝕機(jī)理和服役壽命預(yù)測技術(shù)，研究滿足氯化物和硝酸鹽熔鹽發(fā)電系統(tǒng)用的耐高溫不銹鋼、高溫合金板材成分和組織設(shè)計及其批量制造技術(shù)，開發(fā)耐高溫熔鹽不銹鋼、高溫合金成型和焊接行為及其先進(jìn)制備技術(shù)，發(fā)展高溫合金長壽命高吸收率吸熱涂層，實(shí)現(xiàn)高性能不銹鋼、高溫合金產(chǎn)品開發(fā)及應(yīng)用示范。

2.4海洋工程及船用高端銅合金材料（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對艦船和海洋裝備泵體、管路及閥門等耐蝕性差、服役壽命短、高端材料依靠進(jìn)口的問題，研究海洋工程及船用新型高性能銅合金材料設(shè)計、成分—組織—工藝內(nèi)稟關(guān)系、腐蝕行為及耐蝕機(jī)理，開發(fā)耐高流速海水沖刷型銅合金承壓鑄件制備、超大口徑耐蝕銅合金管材加工及管附件成形、海洋油氣開采用高耐磨高耐蝕銅合金管棒材加工及熱處理組織性能調(diào)控等高質(zhì)量低成本工業(yè)化制造技術(shù)，開展產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)高端銅合金典型產(chǎn)品示范應(yīng)用。

3.輕質(zhì)高強(qiáng)金屬及其復(fù)合材料

3.1苛刻環(huán)境能源井鉆采用高性能鈦合金管材研究開發(fā)及應(yīng)用（示范應(yīng)用）

研究內(nèi)容：針對我國油氣、可燃冰等能源鉆采高耐蝕和輕量化的緊迫需求，研究苛刻環(huán)境下高強(qiáng)韌耐蝕鈦合金多相組織強(qiáng)韌化、抗疲勞機(jī)理，以及高溫、高壓、腐蝕、疲勞等服役環(huán)境下材料損傷及失效機(jī)理；建立服役環(huán)境適應(yīng)性材料設(shè)計方法及油氣井鉆采用鈦合金鉆桿、油套管服役性能適用性評價方法；開發(fā)高性能大規(guī)格鈦合金無縫管材成套工藝技術(shù)及關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)；制定專用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，開展苛刻服役條件下應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模穩(wěn)定生產(chǎn)，在典型應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用。

3.2先進(jìn)鋁合金高效加工及高綜合性能研究（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對汽車、飛行器以及船舶等提速減重、綠色制造的迫切需求，開展以鑄代鍛、整體成型、短流程、低排放的高效加工技術(shù)研究，研發(fā)高綜合性能的先進(jìn)鋁合金材料；開展先進(jìn)鋁合金材料綜合性能評價及加工技術(shù)效能評價，形成鑄鍛一體成型的新型高綜合性能鋁合金高效加工技術(shù)，將鑄造、增材制造等鋁合金提升到變形鋁合金強(qiáng)度水平。

3.3高性能鎂合金大型鑄/鍛件成形與應(yīng)用（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對商用車、高速列車、航空航天等領(lǐng)域的輕量化緊迫需求，探索熱—力耦合條件下大容積鎂合金凝固與形變過程中成分—組織—性能演變規(guī)律與調(diào)控技術(shù)，開發(fā)適合于大型鑄/鍛件的高性能鎂合金材料；研究大型鎂合金鑄/鍛件組織均勻化與缺陷調(diào)控機(jī)理，開發(fā)高致密度鑄造成形技術(shù)、大體積熔體清潔傳輸及半連續(xù)鑄造技術(shù)、擠鍛復(fù)合一體成形技術(shù)；開展大型承載件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、產(chǎn)品制造、腐蝕防護(hù)及使役性能評價等技術(shù)研究，并實(shí)現(xiàn)示范驗(yàn)證與規(guī)模化應(yīng)用。

3.4新型結(jié)構(gòu)功能一體化鎂合金變形加工材制造技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對航空航天、軌道交通、能源采掘、電子通信等重大裝備升級換代的緊迫需求，研究新型強(qiáng)化相對鎂合金力學(xué)性能與功能特性的協(xié)同調(diào)控機(jī)理，發(fā)展新型結(jié)構(gòu)功能一體化鎂合金材料與新型非對稱加工技術(shù)，開發(fā)大規(guī)格高強(qiáng)阻尼鎂合金環(huán)件、寬幅阻燃鎂合金型材、高強(qiáng)可溶鎂合金管材、高強(qiáng)電磁屏蔽/高導(dǎo)熱鎂合金板材的工業(yè)化制造成套技術(shù)及關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)典型示范應(yīng)用。

3.5極端環(huán)境特種服役構(gòu)件用構(gòu)型化金屬基復(fù)合材料（示范應(yīng)用）

研究內(nèi)容：針對航空航天特種服役構(gòu)件用耐疲勞高強(qiáng)韌鋁基復(fù)合材料、耐熱高強(qiáng)韌鈦基復(fù)合材料以及島礁建設(shè)與隧道掘進(jìn)等重大工程用高耐磨鋼鐵基復(fù)合材料，開發(fā)鋁、鈦基復(fù)合材料用合金粉末的低成本制備技術(shù)，解決傳統(tǒng)制粉技術(shù)細(xì)粉出粉率低、氧含量高等技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)高端鋁、鈦合金粉末規(guī)模化制備。探索復(fù)合材料體系—復(fù)合構(gòu)型設(shè)計—復(fù)合技術(shù)—宏微觀性能耦合機(jī)制與協(xié)同精確控制機(jī)理，開發(fā)跨尺度分級復(fù)合構(gòu)型的定位控制、界面效應(yīng)與組織精確調(diào)控、性能及質(zhì)量穩(wěn)定性控制、大型結(jié)構(gòu)件塑性加工與熱處理、低成本批量制備等產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，開展特種服役性能評價、全壽命預(yù)測評估與應(yīng)用技術(shù)研究，建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定化生產(chǎn)與應(yīng)用示范。

3.6高端裝備用高強(qiáng)輕質(zhì)、高強(qiáng)高導(dǎo)金屬層狀復(fù)合材料研制及應(yīng)用（示范應(yīng)用）

研究內(nèi)容：針對高速列車、先進(jìn)飛機(jī)、防護(hù)車輛等高端裝備輕量化、高性能化的迫切需求，研究高性能多層鋁合金板材、銅包鋁合金等層狀復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)與復(fù)合機(jī)理，探索應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)優(yōu)化界面調(diào)控的理論與方法，闡明鋁合金復(fù)合板材的疊層結(jié)構(gòu)、復(fù)合界面、陶瓷顆粒第二相等在高應(yīng)變速率下抵抗沖擊的作用機(jī)理；開發(fā)防護(hù)車輛、特種裝備等用抗沖擊多層高強(qiáng)鋁合金復(fù)合板材的工業(yè)化制造成套技術(shù)及復(fù)合板材的性能評價等關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)；開發(fā)高速列車、航空航天、電力電器等高端裝備用銅包鋁合金復(fù)合材料短流程高效工業(yè)化生產(chǎn)成套技術(shù)及多場景應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在高端裝備上的示范應(yīng)用。

4.先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷與陶瓷基復(fù)合材料

4.1高端合金制造及鋼鐵冶金用關(guān)鍵結(jié)構(gòu)陶瓷材料開發(fā)及應(yīng)用（示范應(yīng)用）

研究內(nèi)容：面向冶金產(chǎn)業(yè)提升的發(fā)展需求，研究高端合金制造及鋼鐵新技術(shù)領(lǐng)域用關(guān)鍵結(jié)構(gòu)陶瓷材料組分設(shè)計與制備技術(shù)，開發(fā)高品質(zhì)高溫合金制備用結(jié)構(gòu)陶瓷材料、冶金領(lǐng)域用高效節(jié)能硼化鋯陶瓷電極、薄帶連鑄用結(jié)構(gòu)功能一體化陶瓷材料的規(guī)模化生產(chǎn)工藝，開展應(yīng)用評價技術(shù)研究，建立規(guī)模化生產(chǎn)線，研制關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，制定制備及檢測標(biāo)準(zhǔn)。

4.2低面密度空間輕量化碳化硅光學(xué)—結(jié)構(gòu)一體化構(gòu)件制備（基礎(chǔ)前沿技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對空間遙感光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用需求，研究低面密度空間輕量化碳化硅光學(xué)—結(jié)構(gòu)一體化構(gòu)件的結(jié)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計，開展復(fù)雜形狀碳化硅構(gòu)件的增材制造等新技術(shù)、新工藝研究，開發(fā)低面密度復(fù)雜形狀碳化硅構(gòu)件的近凈尺寸成型與致密化燒結(jié)技術(shù)，開展低面密度空間輕量化碳化硅光學(xué)—結(jié)構(gòu)一體化構(gòu)件的光學(xué)加工與環(huán)境模擬試驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)滿足空間遙感光學(xué)成像要求的低面密度碳化硅光學(xué)—結(jié)構(gòu)一體化構(gòu)件材料制備。

4.3高性能硅氧基纖維及制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計與產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)（示范應(yīng)用）

研究內(nèi)容：針對高效隔熱防護(hù)服、高強(qiáng)芯片、高保真通訊電纜等對高性能硅氧基纖維及制品的應(yīng)用需求，研究硅氧前驅(qū)體化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)重組、多級微納結(jié)構(gòu)演變對纖維成型的影響規(guī)律，攻克硅氧基無機(jī)制品高溫均勻化熔制拉絲關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)高強(qiáng)玻璃纖維；研究前驅(qū)體分子縮聚和納米/微米多級孔組裝結(jié)構(gòu)演變對孔結(jié)構(gòu)形成的影響規(guī)律，突破多孔玻璃纖維常溫擠出成型技術(shù)，開發(fā)低介電、低熱導(dǎo)、輕質(zhì)柔性玻璃纖維；研究模擬月球和火星環(huán)境的微重力、高真空環(huán)境下玄武巖材料熔制技術(shù)及深空環(huán)境對纖維成型的作用機(jī)制，開發(fā)高性能連續(xù)玄武巖纖維；開展高性能玻璃纖維及復(fù)合制品產(chǎn)業(yè)化示范，形成千噸級生產(chǎn)線；開發(fā)極端環(huán)境的模塊化連續(xù)玄武巖纖維成型裝置，實(shí)現(xiàn)微重力下自主成纖中試。

5.先進(jìn)工程結(jié)構(gòu)材料

5.1海洋建筑結(jié)構(gòu)用耐蝕鋼及防護(hù)技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對海洋建筑結(jié)構(gòu)對長壽命鋼鐵材料的需求，研究高鹽霧、高濕熱、強(qiáng)輻射等嚴(yán)酷海洋環(huán)境下，鋼鐵結(jié)構(gòu)材料的失效機(jī)理與材料設(shè)計準(zhǔn)則；防腐涂層的成分設(shè)計、制備技術(shù)、涂裝工藝及腐蝕評價；耐蝕鋼板/鋼筋的成分設(shè)計、制備技術(shù)、焊接技術(shù)及腐蝕評價；復(fù)合鋼板的制備技術(shù)、焊接技術(shù)及腐蝕評價；海洋建筑結(jié)構(gòu)用鋼的服役評價、設(shè)計規(guī)范及示范應(yīng)用。開展免維護(hù)海洋結(jié)構(gòu)用低合金耐蝕鋼板及復(fù)合鋼板的成分設(shè)計及制備技術(shù)研究；開展防腐涂層設(shè)計與制備技術(shù)、鋼板與涂層耦合耐蝕機(jī)理研究；研究低成本耐蝕鋼筋母材與覆層協(xié)同耐蝕機(jī)制與制備技術(shù)；開展耐蝕鋼連接技術(shù)研究；建立復(fù)雜海洋環(huán)境鋼材及構(gòu)件的服役評價及全壽命周期預(yù)測方法。

6.結(jié)構(gòu)材料制備加工與評價新技術(shù)

6.1金剛石超硬復(fù)合材料制品增材制造技術(shù)（示范應(yīng)用）

研究內(nèi)容：圍繞深海/深井勘探與頁巖氣開采、高端芯片制造等國家重大工程對長壽命、高速、高精度超硬材料制品的需求，開展高性能金剛石刀具、磨具和鉆具等結(jié)構(gòu)設(shè)計和增材制造技術(shù)研究，結(jié)合新型金剛石超硬復(fù)合材料工具宏觀外形和微觀異質(zhì)結(jié)構(gòu)的理論設(shè)計和數(shù)值模擬，重點(diǎn)突破增材制造用含金剛石的球形復(fù)合粉體關(guān)鍵制備技術(shù)和含超硬顆粒的多材料增材制造關(guān)鍵技術(shù)，完成典型工況條件下服役性能的評價。

6.2高強(qiáng)輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料精密注射成形技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對5G基站、消費(fèi)電子、無人機(jī)或機(jī)器人等領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)零件的迫切需求，研究粉末冶金高強(qiáng)輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料及其注射成形工藝過程精確控制原理與方法、小型復(fù)雜構(gòu)件精密成形、低殘留粘結(jié)劑設(shè)計及雜質(zhì)元素控制、強(qiáng)化燒結(jié)致密化及合金的強(qiáng)韌化。重點(diǎn)突破粉末冶金高強(qiáng)輕質(zhì)鋼設(shè)計及其粉末制備、低成本近球形鈦合金微細(xì)粉末制備、可燒結(jié)高強(qiáng)粉末冶金鋁合金及近球形微細(xì)粉末制備、組織性能精確調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)輕質(zhì)金屬復(fù)雜形狀制品的穩(wěn)定化宏量生產(chǎn)。

6.3大型復(fù)雜薄壁高端金屬鑄件智能液態(tài)精密成型技術(shù)與應(yīng)用（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：面向大涵道比渦扇航空發(fā)動機(jī)、新能源汽車等對超大型復(fù)雜薄壁高端金屬鑄件的需求，打破傳統(tǒng)“經(jīng)驗(yàn)+試錯法”研發(fā)模式，探索基于集成計算材料工程、大數(shù)據(jù)與人工智能相結(jié)合的金屬鑄件智能液態(tài)精密成型關(guān)鍵技術(shù)。研究超大型復(fù)雜薄壁金屬鑄件凝固過程的組織演變與缺陷形成機(jī)理，建立多物理場耦合作用下鑄件組織與缺陷的預(yù)測模型，發(fā)展數(shù)據(jù)驅(qū)動的材料綜合性能與鑄造工藝多因素智能化尋優(yōu)方法，形成金屬鑄件智能液態(tài)精密成型數(shù)字孿生模型及系統(tǒng)。

6.4復(fù)雜工況下冶金領(lǐng)域關(guān)鍵部件表面工程技術(shù)與應(yīng)用（示范應(yīng)用）

研究內(nèi)容：針對冶金領(lǐng)域高溫、重載、高磨損等復(fù)雜工況對關(guān)鍵部件表面防護(hù)技術(shù)的迫切需求，開展復(fù)合增強(qiáng)表面工程材料及涂鍍層結(jié)構(gòu)的理性設(shè)計，開發(fā)高效率、高性能激光熔覆、堆焊、冷噴涂、復(fù)合鍍等技術(shù)及多技術(shù)結(jié)合的復(fù)合表面工程技術(shù)，攻克復(fù)雜工況下冶金領(lǐng)域關(guān)鍵部件表面耐高溫、耐磨損、抗疲勞涂鍍層制備的關(guān)鍵技術(shù)，開展其服役性能評價和壽命預(yù)測，并應(yīng)用于擠壓芯棒、結(jié)晶器、除鱗輥等典型部件，在大型鋼鐵冶金企業(yè)得到示范應(yīng)用。

7.基于材料基因工程的結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料

7.1結(jié)構(gòu)材料多時空大尺寸跨尺度高通量表征技術(shù)（基礎(chǔ)前沿技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對高溫合金、輕合金和高性能復(fù)合材料等的工程化需求，基于先進(jìn)電子、離子、光子和中子光源，集成多場原位實(shí)驗(yàn)與多平臺關(guān)聯(lián)分析技術(shù)，研發(fā)晶粒、組成相、相界面、化學(xué)元素、晶體缺陷與織構(gòu)的多時空跨尺度高通量表征、智能分析與快速評價技術(shù)，研發(fā)大尺寸多尺度組織結(jié)構(gòu)和宏微觀力學(xué)性能高通量表征技術(shù)與試驗(yàn)裝備，實(shí)現(xiàn)典型工程化結(jié)構(gòu)材料制備、加工和服役過程中內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的動態(tài)演化和交互作用規(guī)律的高效研究，建立材料成分—組織—性能的多尺度統(tǒng)計映射關(guān)系與定量模型，在典型結(jié)構(gòu)材料的改性、工藝優(yōu)化和服役評價等方面得到實(shí)際應(yīng)用。

7.2金屬結(jié)構(gòu)材料服役行為智能化高效評價技術(shù)與應(yīng)用（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對金屬結(jié)構(gòu)材料腐蝕、疲勞、蠕變等服役性能評價耗時長、成本高的問題，通過多物理場耦合、宏微觀跨尺度損傷建模，融合智能傳感、信號處理、機(jī)器學(xué)習(xí)等現(xiàn)代技術(shù)，研發(fā)材料服役性能物理實(shí)驗(yàn)與模擬仿真實(shí)時交互和數(shù)字孿生的智能化高效評價技術(shù)和裝置；研究金屬結(jié)構(gòu)材料數(shù)據(jù)虛實(shí)映射與數(shù)據(jù)交互規(guī)則，建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)平臺，加速材料服役性能數(shù)據(jù)的積累，形成關(guān)鍵金屬結(jié)構(gòu)材料安全評價數(shù)據(jù)系統(tǒng)；集成結(jié)構(gòu)模型與損傷模型，發(fā)展基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的金屬結(jié)構(gòu)材料服役安全評價和壽命預(yù)測的新技術(shù)和新方法，并獲得實(shí)際應(yīng)用。

7.3基于材料基因工程的新型高溫涂層優(yōu)化設(shè)計研發(fā)（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對海上動力裝備用熱端部件及其海洋腐蝕環(huán)境，發(fā)展高溫涂層的高通量制備技術(shù)，開展新型高性能高溫涂層成分和組織結(jié)構(gòu)的高通量實(shí)驗(yàn)篩選和優(yōu)化研究；研發(fā)涂層—基體界面結(jié)構(gòu)和性能多尺度高效模擬設(shè)計和預(yù)測技術(shù)，研發(fā)涂層高溫力學(xué)性能、界面強(qiáng)度、殘余應(yīng)力和高溫腐蝕性能等的高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)，開展涂層與界面性能和工藝優(yōu)化研究；綜合利用材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)出具有重要工程應(yīng)用前景的新型超高溫、耐腐蝕涂層。

7.4高強(qiáng)韌金屬基復(fù)合材料高通量近凈形制備與應(yīng)用（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對航空航天領(lǐng)域高強(qiáng)韌金屬基復(fù)合材料應(yīng)用需求，圍繞非連續(xù)增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料強(qiáng)韌性失配及復(fù)雜構(gòu)件成形加工周期長、成本高、材料利用率低的突出問題，結(jié)合利用材料基因工程思想和近凈形制備技術(shù)原理，研發(fā)鋁基、鈦基復(fù)合材料高通量近凈形制備技術(shù)及其高通量表征技術(shù)；測試和采集基體/增強(qiáng)相界面物理化學(xué)數(shù)據(jù)，建立基體/增強(qiáng)相界面熱力學(xué)和動力學(xué)物性數(shù)據(jù)庫；研究鋁基、鈦基復(fù)合材料成分—構(gòu)型—工藝—界面—性能交互關(guān)聯(lián)集成計算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)材料體系與構(gòu)型及其近凈形制備工藝方案與參數(shù)的高效同步優(yōu)化，并在航空航天等領(lǐng)域得到工程示范應(yīng)用。

7.5先進(jìn)制造流程生產(chǎn)汽車用鋼集成設(shè)計與工程應(yīng)用（示范應(yīng)用）

研究內(nèi)容：鑒于鋼鐵工業(yè)綠色制造、生態(tài)發(fā)展對先進(jìn)制造流程生產(chǎn)高端鋼鐵材料的迫切需求，基于材料基因工程的思想，針對近終形流程生產(chǎn)汽車用鋼，采用多場耦合和跨尺度計算技術(shù)，集成材料開發(fā)與產(chǎn)品應(yīng)用的跨尺度計算模型，構(gòu)建一體化集成計算平臺，建立材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和工藝、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，開發(fā)基于數(shù)據(jù)挖掘和強(qiáng)化機(jī)制的組織性能定量關(guān)系模型，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品成分—工藝—組織—性能的精準(zhǔn)預(yù)報；開展在近終形流程生產(chǎn)汽車用鋼的示范應(yīng)用，研制出代表性產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。

7.6增材制造用高性能高溫合金集成設(shè)計與制備（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對航空發(fā)動機(jī)、高超聲速飛行器、重載火箭等國家大型工程所需高溫合金精密構(gòu)件服役特點(diǎn)和增材制造物理冶金特點(diǎn)，應(yīng)用材料基因工程理念，發(fā)展多層次跨尺度計算方法和材料大數(shù)據(jù)技術(shù)，形成增材制造用高性能高溫合金的高效計算設(shè)計方法、增材制造全流程模擬仿真技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，結(jié)合高通量制備技術(shù)和快速表征技術(shù)，建立增材制造用高性能高溫合金的材料基因工程專用數(shù)據(jù)庫；發(fā)展適合高溫合金增材制造工藝特性的機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、可視化模擬等技術(shù)，開展增材制造用高溫合金高效設(shè)計與全流程工藝優(yōu)化的研究工作，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)高溫合金高端精密構(gòu)件的組織與尺寸精密化控制，并在航空航天等領(lǐng)域得到工程示范應(yīng)用。

7.7極端服役條件用輕質(zhì)耐高溫部件高通量評價與優(yōu)化設(shè)計（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：發(fā)展基于大數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘的高溫鈦合金、鈦鋁金屬間化合物等輕質(zhì)耐高溫部件組織結(jié)構(gòu)與疲勞、蠕變等關(guān)鍵性能的定量預(yù)測模型；研制實(shí)時瞬態(tài)衍射、原位成像表征裝置，發(fā)展三維無損檢測高效分析技術(shù)；研究高溫腐蝕環(huán)境下組織結(jié)構(gòu)演化和性能退化機(jī)理、高溫和循環(huán)載荷等多因素耦合作用下的損傷累積及高通量評價與壽命預(yù)測技術(shù)；基于極端環(huán)境服役性能需求，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)耐高溫材料的成分、組織、制備工藝、服役性能的高效優(yōu)化，并在航空、航天、核能等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)在極端服役條件下工程示范應(yīng)用。

8.青年科學(xué)家項(xiàng)目

8.1車載復(fù)合材料LNG高壓氣瓶制造基礎(chǔ)及應(yīng)用技術(shù)

研究內(nèi)容：針對車載復(fù)合材料液化天然氣（liquefiednaturalgas，LNG）高壓氣瓶的制造與應(yīng)用，研究LNG介質(zhì)相容的樹脂基復(fù)合材料體系設(shè)計與制備；耐極端環(huán)境復(fù)合材料LNG氣瓶結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)；復(fù)合材料LNG高壓氣瓶抗?jié)B漏、抗漏熱和抗振動技術(shù)；復(fù)合材料LNG高壓氣瓶制造技術(shù)；復(fù)合材料LNG高壓氣瓶的性能評價技術(shù)。

8.2新一代結(jié)構(gòu)功能一體化泡沫的制備和應(yīng)用

研究內(nèi)容：面向結(jié)構(gòu)功能一體化泡沫技術(shù)迭代的迫切需求，開發(fā)具備負(fù)泊松比和高耐火保溫等功能的泡沫，主要針對新型多級結(jié)構(gòu)負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)泡沫材料、耐高溫聚酰亞胺泡沫和高溫可發(fā)泡防火材料等開展攻關(guān)，并開展其復(fù)合材料研究，在結(jié)構(gòu)支撐、保溫隔熱等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

8.3單晶高溫合金先進(jìn)定向凝固技術(shù)及其精確模擬

研究內(nèi)容：針對當(dāng)前航空發(fā)動機(jī)單晶渦輪葉片生產(chǎn)合格率低、冶金缺陷頻發(fā)的現(xiàn)狀，開展單晶高溫合金及葉片高溫度梯度液態(tài)金屬冷卻（LMC）定向凝固技術(shù)研究，突破LMC技術(shù)中動態(tài)隔熱層配置、晶體取向控制、模殼制備、低熔點(diǎn)金屬污染控制等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)LMC技術(shù)的多場耦合、多尺度精確模擬，研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)單晶葉片在高梯度定向凝固中的缺陷形成、演化機(jī)理，發(fā)展缺陷控制技術(shù)。

8.4海洋油氣鉆采關(guān)鍵部件用高強(qiáng)高韌合金

研究內(nèi)容：針對海洋油氣隨鉆測量和定向鉆井、海底井口設(shè)備關(guān)鍵部件主要依靠進(jìn)口問題，開展時效硬化型高強(qiáng)韌鎳基、鐵鎳基耐蝕合金設(shè)計、高純凈低偏析冶金、強(qiáng)韌化機(jī)理、應(yīng)力腐蝕疲勞失效壽命評估理論與方法等基礎(chǔ)共性技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)韌、大規(guī)格、高均質(zhì)耐蝕合金和超高強(qiáng)度高耐蝕合金穩(wěn)定批量生產(chǎn)和工程化應(yīng)用。

8.5基于增材制造技術(shù)的超輕型碳化硅復(fù)合材料光學(xué)部件制造

研究內(nèi)容：面向空間光學(xué)系統(tǒng)輕量化的發(fā)展需求，研究新型超輕型碳化硅復(fù)合材料光學(xué)部件預(yù)制體增材制造用粉體原料的設(shè)計與高通量制備技術(shù)；開發(fā)基于增材制造技術(shù)的碳化硅復(fù)合材料光學(xué)部件基體成型與致密化技術(shù)；開發(fā)基于增材制造技術(shù)的碳化硅復(fù)合材料光學(xué)部件表面致密層制備技術(shù)；開展超輕型碳化硅復(fù)合材料光學(xué)部件的加工驗(yàn)證研究。

8.6基于激光技術(shù)的材料服役行為多維度檢測技術(shù)和裝備

研究內(nèi)容：針對核電、海工等領(lǐng)域極端條件下結(jié)構(gòu)材料服役性能遠(yuǎn)程在線、多維度、智能化檢測的發(fā)展需求，開展基于激光技術(shù)的光譜、表面聲波、超聲或多種方法融合的材料組分、結(jié)構(gòu)特性、力學(xué)性能、缺陷特征檢測新原理和新方法研究，發(fā)展極端條件下結(jié)構(gòu)材料服役行為的實(shí)時、原位、無損監(jiān)檢測技術(shù)，研制與材料基因工程大數(shù)據(jù)、人工智能分析算法和機(jī)器人技術(shù)深度融合的材料多維、多尺度在線監(jiān)檢測原型裝置，實(shí)現(xiàn)多場耦合極端環(huán)境下材料多層次、多維度服役性能原位無損在線測量及示范應(yīng)用。

8.7超高剛度鎂基復(fù)合材料的集成計算設(shè)計與制備

研究內(nèi)容：以航空、航天或高鐵領(lǐng)域?yàn)閼?yīng)用場景，針對超高剛度鎂基復(fù)合材料特點(diǎn)，發(fā)展高剛度鎂合金集成材料計算軟件和鎂基復(fù)合材料高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)，開展基于彈性變形抗力提升的鎂合金基體成分設(shè)計和增強(qiáng)體種類、尺寸和分布形態(tài)對鎂合金剛度和強(qiáng)韌性影響規(guī)律的研究工作，研發(fā)多尺度增強(qiáng)體復(fù)合構(gòu)型強(qiáng)化的鎂合金材料高效制備與組織調(diào)控技術(shù)，建立高剛度鎂基復(fù)合材料及其典型構(gòu)件的全流程制備技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)在重大工程中的應(yīng)用驗(yàn)證。

8.8增材制造先進(jìn)金屬材料的實(shí)時表征技術(shù)及應(yīng)用

研究內(nèi)容：研發(fā)基于同步輻射光源的原位表征技術(shù)與裝備，動態(tài)捕捉增材制造過程中高溫下微秒級時間尺度和微米級局域空間內(nèi)的相變和開裂；通過高通量的樣品設(shè)計和多參量綜合表征手段，揭示動態(tài)非平衡制備過程中材料組織結(jié)構(gòu)的演化和交互作用規(guī)律。面向典型高性能結(jié)構(gòu)材料，揭示增材制造快速熔化凝固超常冶金過程對穩(wěn)定相、材料組織結(jié)構(gòu)和最終性能產(chǎn)生影響的因素，快速建立材料成分—工藝—結(jié)構(gòu)—性能間量化關(guān)系數(shù)據(jù)庫；結(jié)合材料信息學(xué)方法，發(fā)展增材制造工藝和材料性能高效優(yōu)化軟件，在典型增材制造材料的設(shè)計與優(yōu)化中得到應(yīng)用。

8.9新一代抗低溫耐腐蝕高強(qiáng)韌貝氏體軌道鋼

研究內(nèi)容：針對低溫下貝氏體鋼中亞穩(wěn)殘余奧氏體易轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈择R氏體，增加貝氏體鋼軌道安全服役隱患的問題，研究腐蝕、低溫環(huán)境下貝氏體軌道鋼（含鋼軌和轍叉）的失效破壞機(jī)制，建立貝氏體軌道鋼“夾雜物特性—組織結(jié)構(gòu)—常規(guī)性能—服役條件—失效方式及壽命評估”數(shù)據(jù)庫，開發(fā)適用于腐蝕、低溫環(huán)境的新一代高強(qiáng)韌性、長壽命貝氏體軌道鋼及其冶金全流程制造關(guān)鍵技術(shù)。