關(guān)于發(fā)布極端條件電磁能裝備科學(xué)基礎(chǔ)重大研究計(jì)劃2023年度項(xiàng)目指南的通告

　　國家自然科學(xué)基金委員會(huì)現(xiàn)發(fā)布極端條件電磁能裝備科學(xué)基礎(chǔ)重大研究計(jì)劃2023年度項(xiàng)目指南，請(qǐng)申請(qǐng)人及依托單位按項(xiàng)目指南所述要求和注意事項(xiàng)申請(qǐng)。

　　國家自然科學(xué)基金委員會(huì)

　　2023年9月26日

　　極端條件電磁能裝備科學(xué)基礎(chǔ)重大研究計(jì)劃

　　2023年度項(xiàng)目指南

　　極端條件電磁能裝備科學(xué)基礎(chǔ)重大研究計(jì)劃以電磁能裝備領(lǐng)域的國家重大戰(zhàn)略需求為牽引，以建立電磁熱力多場耦合極端沖擊條件電磁能裝備基礎(chǔ)理論為核心，通過在等價(jià)實(shí)驗(yàn)機(jī)理、在線測量原理、復(fù)雜系統(tǒng)建模理論、快速數(shù)值求解算法、材料評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)方法和數(shù)據(jù)處理及分析方法方面的不斷創(chuàng)新，為電磁能裝備的研制及發(fā)展提供科學(xué)基礎(chǔ)。

　　一、科學(xué)目標(biāo)

　　聚焦電磁能裝備及其所用儲(chǔ)能電介質(zhì)材料和直線推進(jìn)金屬材料在多場耦合極端沖擊條件下的構(gòu)效關(guān)系和物性演化，以材料調(diào)控為基礎(chǔ)，以耦合測試為手段，以長效服役為目標(biāo)，揭示電磁熱力多場耦合極端沖擊條件電磁能與材料相互作用時(shí)空演化機(jī)理，構(gòu)建電磁熱力多場耦合極端沖擊條件電磁能裝備科學(xué)基礎(chǔ)，引領(lǐng)電磁能裝備研發(fā)模式變革，產(chǎn)生重大原始創(chuàng)新，占領(lǐng)電磁能技術(shù)領(lǐng)域制高點(diǎn)，形成代表世界電磁能技術(shù)水平的戰(zhàn)略科技力量。

　　二、核心科學(xué)問題

　　本重大研究計(jì)劃的核心科學(xué)問題是：電磁熱力多場耦合極端沖擊條件電磁能與材料相互作用時(shí)空演化機(jī)理。

　　三、2023年度資助研究方向

　　本重大研究計(jì)劃所述的電磁能裝備特指實(shí)現(xiàn)電磁能與動(dòng)能間瞬時(shí)高功率轉(zhuǎn)換的裝備;所述的極端條件特指多場耦合和極端沖擊的共同作用，其中極端沖擊指的是極高功率、極短時(shí)間(ms級(jí))、極大電流(MA級(jí))和極高速度(≥2000m/s)，多場耦合指的是電磁熱力共同作用下的多物理場強(qiáng)耦合。本年度重大研究計(jì)劃所述的電磁能裝備材料聚焦電磁能裝備所用的直線推進(jìn)金屬材料(含軌道和運(yùn)動(dòng)體)和儲(chǔ)能材料。2023年度項(xiàng)目申請(qǐng)應(yīng)符合上述限定條件。

　　(一)重點(diǎn)支持項(xiàng)目。

　　擬資助(但不限于)以下方向：

　　1. 直線推進(jìn)電磁能裝備材料物性演變機(jī)理與非線性構(gòu)效關(guān)系。

　　研究極端條件電磁能裝備直線推進(jìn)金屬材料(軌道和運(yùn)動(dòng)體)的各參量(電導(dǎo)率、彈性模量、屈服強(qiáng)度、延伸率、軟化溫度、表面硬度、海洋環(huán)境適應(yīng)性等)的時(shí)空演化規(guī)律;建立極端條件電磁能裝備直線推進(jìn)金屬材料在多場耦合強(qiáng)沖擊下的物性參數(shù)演變模型;建立評(píng)價(jià)各參量演變規(guī)律的指標(biāo)體系。

　　2. 直線推進(jìn)電磁能裝備高速載流摩擦界面損傷機(jī)制與調(diào)控。

　　面向電磁能裝備高速載流摩擦磨損的極端條件，開展高速載流摩擦磨損界面行為研究，建立高速載流摩擦磨損模型，揭示界面沉積物的形成和演化機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同發(fā)射條件下磨損量的定量預(yù)測;開展界面損傷抑制策略研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨損量的有效調(diào)控。

　　3. 直線推進(jìn)電磁能裝備極端條件顛覆性新材料探索研究。

　　面向未來電磁能裝備發(fā)展需求，應(yīng)用人工智能和大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，探索關(guān)鍵性能顯著提升、滿足極端條件電磁熱力多場耦合服役需求，促進(jìn)電磁能裝備輕量化和長壽化的顛覆性新概念材料。其中，儲(chǔ)能電介質(zhì)薄膜材料，儲(chǔ)能密度≥8MJ/m³(涵蓋電壓范圍2~10kV)，充放電頻率≥20次/分鐘(毫秒級(jí)放電)，壽命≥2萬次，放電效率≥95%(10kHz范圍內(nèi))，自放電時(shí)間常數(shù)≥1000s(最高工作場強(qiáng)，工作溫度≥80℃);直線推進(jìn)材料要求屈服強(qiáng)度≥750MPa，導(dǎo)電率≥60%IACS，伸長率≥10%，軟化溫度≥700℃，彈性模量≥120GPa，表面硬度220-300HV，與鋁干摩擦系數(shù)≤0.15，與鋁載流滑動(dòng)摩擦系數(shù)≤0.02，可用于大尺寸制備(1噸以上)。

　　(二)集成項(xiàng)目。

　　擬資助以下方向：

　　1. 高速直線推進(jìn)電磁能裝備樞軌材料性能劣化與實(shí)時(shí)原位診斷和評(píng)價(jià)研究。

　　針對(duì)電磁能裝備樞軌材料可靠性和健康狀態(tài)評(píng)價(jià)的需求，從發(fā)射過程極端多物理場耦合作用出發(fā)，開展電磁能材料原位診斷技術(shù)研究，研制能實(shí)時(shí)原位檢測和表征樞軌關(guān)鍵力學(xué)性能、電樞材料元素殘留分布的方法及裝置(主要性能指標(biāo)：屈服強(qiáng)度測量誤差≤10%、元素檢測空間分辨率≤0.1mm、成像空間分辨率≤0.1mm)，揭示極端發(fā)射工況下(運(yùn)行速度≥2000m/s、載流密度≥1010A/m2、應(yīng)變速率≥106/s、升溫速率≥105K/s)電磁能材料失效機(jī)理，建立發(fā)射條件與樞軌材料微觀組織及力學(xué)性能的關(guān)系，形成物理與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的軌道健康狀態(tài)評(píng)估模型及軟件，并實(shí)現(xiàn)在電磁能裝備的集成及示范應(yīng)用。

　　2. 電磁能裝備儲(chǔ)能電介質(zhì)材料與器件極端條件物性演化過程的模擬與原位測量、性能劣化機(jī)理表征與性能提升研究。

　　針對(duì)電磁能裝備儲(chǔ)能材料的高儲(chǔ)能密度和長壽命兩大技術(shù)要求，從結(jié)構(gòu)出發(fā)厘清科學(xué)問題，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能材料電磁熱力多場耦合作用極端條件的模擬加載和過程表征;發(fā)展儲(chǔ)能材料服役物性演化過程(含空間電荷、溫度分布、應(yīng)力應(yīng)變分布、電場分布、表面形貌等)的原位測量方法，揭示儲(chǔ)能材料極端條件服役的物性參數(shù)劣化機(jī)理，形成儲(chǔ)能材料極端條件服役性能的表征方法;發(fā)展儲(chǔ)能材料跨尺度(微觀分子結(jié)構(gòu)、介觀界面結(jié)構(gòu)、宏觀結(jié)構(gòu))關(guān)聯(lián)性能提升策略，突破現(xiàn)有儲(chǔ)能材料的密度和壽命關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，取得性能具有重大提升的實(shí)物研究成果，并在電磁能裝備上開展典型示范驗(yàn)證。電介質(zhì)材料實(shí)物指標(biāo)要求為：儲(chǔ)能電介質(zhì)薄膜材料，儲(chǔ)能密度≥8MJ/m³(涵蓋電壓范圍2~10kV)，充放電頻率≥20次/分鐘(毫秒級(jí)放電)，壽命≥2萬次，放電效率≥95%(10kHz范圍內(nèi))，自放電時(shí)間常數(shù)≥1000s(最高工作場強(qiáng)，工作溫度≥80℃)。儲(chǔ)能元件的實(shí)物指標(biāo)要求為：充電秒級(jí)，放電毫秒級(jí)，儲(chǔ)能≥1kJ，儲(chǔ)能密度≥4MJ/m³，單位儲(chǔ)能的放電電流≥0.5A/J，額定電壓涵蓋2-20kV范圍，充放電頻率≥20次/分鐘(毫秒級(jí)放電)，放電效率≥93%(10kHz范圍內(nèi))，服役壽命≥1萬次(最高工作電壓，環(huán)境溫度-40℃~55℃)。

　　四、2023年度資助計(jì)劃

　　2023年度擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目11項(xiàng)左右，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為300萬元/項(xiàng)，資助期限為4年，申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2024年1月1日至2027年12月31日”;擬資助集成項(xiàng)目2項(xiàng)左右，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為1200萬元/項(xiàng)，資助期限為4年，申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2024年1月1日至2027年12月31日”。鼓勵(lì)來自電氣、材料、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、信息等不同學(xué)科領(lǐng)域的研究隊(duì)伍聯(lián)合參與申請(qǐng)。

　　五、申請(qǐng)要求及注意事項(xiàng)

　　(一)申請(qǐng)條件。

　　項(xiàng)目申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：

　　1. 具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷;

　　2. 具有高級(jí)專業(yè)技術(shù)職務(wù)(職稱)。

　　在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請(qǐng)人進(jìn)行申請(qǐng)。

　　(二)限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定。

　　執(zhí)行《2023年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》“申請(qǐng)規(guī)定”中限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定的相關(guān)要求。

　　(三)申請(qǐng)注意事項(xiàng)。

　　申請(qǐng)人和依托單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀并執(zhí)行本項(xiàng)目指南、《2023年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2023年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請(qǐng)與結(jié)題等有關(guān)事項(xiàng)的通告》中相關(guān)要求。

　　1. 本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)行無紙化申請(qǐng)。申請(qǐng)書提交日期為2023年10月26日-11月1日16時(shí)。

　　(1)申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中重大研究計(jì)劃項(xiàng)目的填報(bào)說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請(qǐng)書及附件材料。

　　(2)本重大研究計(jì)劃將緊密圍繞核心科學(xué)問題，對(duì)多學(xué)科相關(guān)研究進(jìn)行戰(zhàn)略性的方向引導(dǎo)和優(yōu)勢整合，成為一個(gè)項(xiàng)目集群。申請(qǐng)人應(yīng)根據(jù)本重大研究計(jì)劃擬解決的核心科學(xué)問題和本指南公布的擬資助研究方向，在分析國內(nèi)外已有成果的基礎(chǔ)上，明確新的突破點(diǎn)以及創(chuàng)新思路，自行擬定項(xiàng)目名稱、科學(xué)目標(biāo)、研究內(nèi)容、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費(fèi)等。

　　(3)申請(qǐng)書中的資助類別選擇“重大研究計(jì)劃”，亞類說明選擇“重點(diǎn)支持項(xiàng)目”或“集成項(xiàng)目”，附注說明選擇“極端條件電磁能裝備科學(xué)基礎(chǔ)”,根據(jù)申請(qǐng)的具體研究內(nèi)容選擇相應(yīng)的申請(qǐng)代碼。

　　重點(diǎn)支持項(xiàng)目的合作研究單位不得超過2個(gè)，集成項(xiàng)目的合作單位不得超過4個(gè)。

　　(4)申請(qǐng)人在申請(qǐng)書“立項(xiàng)依據(jù)與研究內(nèi)容”部分，應(yīng)當(dāng)首先說明申請(qǐng)符合本項(xiàng)目指南中的資助研究方向，以及對(duì)解決本重大研究計(jì)劃核心科學(xué)問題、實(shí)現(xiàn)本重大研究計(jì)劃科學(xué)目標(biāo)的貢獻(xiàn)。

　　如果申請(qǐng)人已經(jīng)承擔(dān)與本重大研究計(jì)劃相關(guān)的其他科技計(jì)劃項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)在申請(qǐng)書正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請(qǐng)項(xiàng)目與其他相關(guān)項(xiàng)目的區(qū)別與聯(lián)系。

　　2. 依托單位應(yīng)當(dāng)按照要求完成依托單位承諾、組織申請(qǐng)以及審核申請(qǐng)材料等工作。在2023年11月1日16時(shí)前通過信息系統(tǒng)逐項(xiàng)確認(rèn)提交本單位電子申請(qǐng)書及附件材料，并于11月2日16時(shí)前在線提交本單位項(xiàng)目申請(qǐng)清單。

　　3. 其他注意事項(xiàng)。

　　(1)為實(shí)現(xiàn)重大研究計(jì)劃總體科學(xué)目標(biāo)和多學(xué)科集成，獲得資助的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)承諾遵守相關(guān)數(shù)據(jù)和資料管理與共享的規(guī)定，項(xiàng)目執(zhí)行過程中應(yīng)關(guān)注與本重大研究計(jì)劃其他項(xiàng)目之間的相互支撐關(guān)系。

　　(2)為加強(qiáng)項(xiàng)目的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)項(xiàng)目群的形成和多學(xué)科交叉與集成，本重大研究計(jì)劃將每年舉辦1次資助項(xiàng)目的年度學(xué)術(shù)交流會(huì)，并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會(huì)。獲資助項(xiàng)目負(fù)責(zé)人有義務(wù)參加本重大研究計(jì)劃指導(dǎo)專家組和管理工作組所組織的上述學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，并認(rèn)真開展學(xué)術(shù)交流。

　　(四)咨詢方式。

　　工程與材料科學(xué)部工程五處

　　聯(lián)系電話：010-62328301