科學技術部日前發布了國家重點研發計劃“先進結構與復合材料”重點專項2021年度項目申報指南。本重點專項總體目標是：面向制造強國、交通強國、航天強國建設等國家重大需求部署先進結構與復合材料研發任務，形成國產材料體系化自主研制和保障能力，實現航空發動機、重載火箭、國產大飛機、核電工程裝備、深海油氣資源開采等國家大型工程等急需的關鍵結構與復合材料的國內自主供給。
指南中明確：2021年度指南部署堅持問題導向、分步實施、重點突出的原則，圍繞高性能高分子材料及其復合材料、高溫與特種金屬結構材料、輕質高強金屬及其復合材料、先進結構陶瓷與陶瓷基復合材料、先進工程結構材料、結構材料制備加工與評價新技術、基于材料基因工程的結構與復合材料7個技術方向。按照“基礎前沿技術、共性關鍵技術、示范應用”三個層面，擬啟動37個項目，擬安排國撥經費6.32億元。其中，擬部署9個青年科學家項目，擬安排國撥經費3600萬元，每個項目400萬元。
“海洋建筑結構用耐蝕鋼及防護技術（共性關鍵技術）”項目研究內容：針對海洋建筑結構對長壽命鋼鐵材料的需求，研究高鹽霧、高濕熱、強輻射等嚴酷海洋環境下，鋼鐵結構材料的失效機理與材料設計準則；防腐涂層的成分設計、制備技術、涂裝工藝及腐蝕評價；耐蝕鋼板/鋼筋的成分設計、制備技術、焊接技術及腐蝕評價；復合鋼板的制備技術、焊接技術及腐蝕評價；海洋建筑結構用鋼的服役評價、設計規范及示范應用。開展免維護海洋結構用低合金耐蝕鋼板及復合鋼板的成分設計及制備技術研究；開展防腐涂層設計與制備技術、鋼板與涂層耦合耐蝕機理研究；研究低成本耐蝕鋼筋母材與覆層協同耐蝕機制與制備技術；開展耐蝕鋼連接技術研究；建立復雜海洋環境鋼材及構件的服役評價及全壽命周期預測方法。
考核指標：耐蝕及復合鋼板Rel≥345MPa，Rm≥490MPa，A≥20%，-20℃AKV≥100J，耐蝕鋼板較傳統鋼板耐蝕能力提升3倍以上，復合鋼板界面剪切強度τ≥300MPa；防腐涂層主要指標應高于GB/T 18593要求20%以上，典型海洋環境下30年免維護；耐蝕鋼筋Rel≥500MPa，均勻延伸率Agt≥7.5%，典型海水海砂環境下耐蝕性能較傳統鋼筋提升6倍以上；形成海洋環境下鋼材產品的設計指南或規范2件以上，申請發明專利10件以上，實現工程示范應用2項。
“復雜工況下冶金領域關鍵部件表面工程技術與應用（示范應用）”項目研究內容：針對冶金領域高溫、重載、高磨損等復雜工況對關鍵部件表面防護技術的迫切需求，開展復合增強表面工程材料及涂鍍層結構的理性設計，開發高效率、高性能激光熔覆、堆焊、冷噴涂、復合鍍等技術及多技術結合的復合表面工程技術，攻克復雜工況下冶金領域關鍵部件表面耐高溫、耐磨損、抗疲勞涂鍍層制備的關鍵技術，開展其服役性能評價和壽命預測，并應用于擠壓芯棒、結晶器、除鱗輥等典型部件，在大型鋼鐵冶金企業得到示范應用。
考核指標：開發無縫鋼管擠壓芯棒、結晶器、除鱗輥等三種典型件表面制造的專用復合粉末3種以上，涂層結合力≥100MPa，綜合使用壽命提升40%以上；擠壓芯棒的耐磨性比H13鋼提高2倍以上，表面潤滑鍍層摩擦磨損性能比傳統鍍層提升20%以上；除鱗輥的硬質相質量比≥60%，粘結相硬度HRC≥38，無裂紋；結晶器修復層晶粒度<10 μm，可修復厚度≥6mm；表面強化涂層孔隙率＜1%，修復及強化后變形量≤2mm/m，單套結晶器一次修復過鋼量15萬噸以上。
“基于材料基因工程的新型高溫涂層優化設計研發（共性關鍵技術）”項目研究內容：針對海上動力裝備用熱端部件及其海洋腐蝕環境，發展高溫涂層的高通量制備技術，開展新型高性能高溫涂層成分和組織結構的高通量實驗篩選和優化研究；研發涂層—基體界面結構和性能多尺度高效模擬設計和預測技術，研發涂層高溫力學性能、界面強度、殘余應力和高溫腐蝕性能等的高通量實驗技術，開展涂層與界面性能和工藝優化研究；綜合利用材料基因工程關鍵技術，研發出具有重要工程應用前景的新型超高溫、耐腐蝕涂層。
考核指標：研發出不少于3套針對涂層的高溫力學性能高通量測試技術和裝置，測試溫度不低于1600℃，滿足高溫力學性能、界面強度和殘余應力等多種力學性能的測試，測試效率提高30%以上；研發可用于高溫涂層的模擬海洋環境加速腐蝕實驗裝置1臺（套）以上；研發出涂層—基體結構和性能多尺度高效模擬預測模型和技術，模型預測值與實際測試值偏差≤15%；綜合利用材料基因工程技術，研發出3種以上新型高性能涂層材料，服役溫度提高100℃以上，1200℃循環氧化達到完全抗氧化級，在1100℃海水蒸氣實驗條件下的涂層壽命提高50%以上，綜合性能滿足工程應用需求；申請發明專利10項以上，國際標準3項以上。
據悉，國家重點研發計劃由原來的國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）、國家高技術研究發展計劃（863計劃）、國家科技支撐計劃、國際科技合作與交流專項、產業技術研究與開發基金和公益性行業科研專項等整合而成，是針對事關國計民生的重大社會公益性研究，以及事關產業核心競爭力、整體自主創新能力和國家安全的戰略性、基礎性、前瞻性重大科學問題、重大共性關鍵技術和產品，為國民經濟和社會發展主要領域提供持續性的支撐和引領。
來源：涂界