科学技术部日前发布了国家重点研发计划“先进结构与复合材料”重点专项2021年度项目申报指南。本重点专项总体目标是：面向制造强国、交通强国、航天强国建设等国家重大需求部署先进结构与复合材料研发任务，形成国产材料体系化自主研制和保障能力，实现航空发动机、重载火箭、国产大飞机、核电工程装备、深海油气资源开采等国家大型工程等急需的关键结构与复合材料的国内自主供给。
指南中明确：2021年度指南部署坚持问题导向、分步实施、重点突出的原则，围绕高性能高分子材料及其复合材料、高温与特种金属结构材料、轻质高强金属及其复合材料、先进结构陶瓷与陶瓷基复合材料、先进工程结构材料、结构材料制备加工与评价新技术、基于材料基因工程的结构与复合材料7个技术方向。按照“基础前沿技术、共性关键技术、示范应用”三个层面，拟启动37个项目，拟安排国拨经费6.32亿元。其中，拟部署9个青年科学家项目，拟安排国拨经费3600万元，每个项目400万元。
“海洋建筑结构用耐蚀钢及防护技术（共性关键技术）”项目研究内容：针对海洋建筑结构对长寿命钢铁材料的需求，研究高盐雾、高湿热、强辐射等严酷海洋环境下，钢铁结构材料的失效机理与材料设计准则；防腐涂层的成分设计、制备技术、涂装工艺及腐蚀评价；耐蚀钢板/钢筋的成分设计、制备技术、焊接技术及腐蚀评价；复合钢板的制备技术、焊接技术及腐蚀评价；海洋建筑结构用钢的服役评价、设计规范及示范应用。开展免维护海洋结构用低合金耐蚀钢板及复合钢板的成分设计及制备技术研究；开展防腐涂层设计与制备技术、钢板与涂层耦合耐蚀机理研究；研究低成本耐蚀钢筋母材与覆层协同耐蚀机制与制备技术；开展耐蚀钢连接技术研究；建立复杂海洋环境钢材及构件的服役评价及全寿命周期预测方法。
考核指标：耐蚀及复合钢板Rel≥345MPa，Rm≥490MPa，A≥20%，-20℃AKV≥100J，耐蚀钢板较传统钢板耐蚀能力提升3倍以上，复合钢板界面剪切强度τ≥300MPa；防腐涂层主要指标应高于GB/T 18593要求20%以上，典型海洋环境下30年免维护；耐蚀钢筋Rel≥500MPa，均匀延伸率Agt≥7.5%，典型海水海砂环境下耐蚀性能较传统钢筋提升6倍以上；形成海洋环境下钢材产品的设计指南或规范2件以上，申请发明专利10件以上，实现工程示范应用2项。
“复杂工况下冶金领域关键部件表面工程技术与应用（示范应用）”项目研究内容：针对冶金领域高温、重载、高磨损等复杂工况对关键部件表面防护技术的迫切需求，开展复合增强表面工程材料及涂镀层结构的理性设计，开发高效率、高性能激光熔覆、堆焊、冷喷涂、复合镀等技术及多技术结合的复合表面工程技术，攻克复杂工况下冶金领域关键部件表面耐高温、耐磨损、抗疲劳涂镀层制备的关键技术，开展其服役性能评价和寿命预测，并应用于挤压芯棒、结晶器、除鳞辊等典型部件，在大型钢铁冶金企业得到示范应用。
考核指标：开发无缝钢管挤压芯棒、结晶器、除鳞辊等三种典型件表面制造的专用复合粉末3种以上，涂层结合力≥100MPa，综合使用寿命提升40%以上；挤压芯棒的耐磨性比H13钢提高2倍以上，表面润滑镀层摩擦磨损性能比传统镀层提升20%以上；除鳞辊的硬质相质量比≥60%，粘结相硬度HRC≥38，无裂纹；结晶器修复层晶粒度<10 µm，可修复厚度≥6mm；表面强化涂层孔隙率＜1%，修复及强化后变形量≤2mm/m，单套结晶器一次修复过钢量15万吨以上。
“基于材料基因工程的新型高温涂层优化设计研发（共性关键技术）”项目研究内容：针对海上动力装备用热端部件及其海洋腐蚀环境，发展高温涂层的高通量制备技术，开展新型高性能高温涂层成分和组织结构的高通量实验筛选和优化研究；研发涂层—基体界面结构和性能多尺度高效模拟设计和预测技术，研发涂层高温力学性能、界面强度、残余应力和高温腐蚀性能等的高通量实验技术，开展涂层与界面性能和工艺优化研究；综合利用材料基因工程关键技术，研发出具有重要工程应用前景的新型超高温、耐腐蚀涂层。
考核指标：研发出不少于3套针对涂层的高温力学性能高通量测试技术和装置，测试温度不低于1600℃，满足高温力学性能、界面强度和残余应力等多种力学性能的测试，测试效率提高30%以上；研发可用于高温涂层的模拟海洋环境加速腐蚀实验装置1台（套）以上；研发出涂层—基体结构和性能多尺度高效模拟预测模型和技术，模型预测值与实际测试值偏差≤15%；综合利用材料基因工程技术，研发出3种以上新型高性能涂层材料，服役温度提高100℃以上，1200℃循环氧化达到完全抗氧化级，在1100℃海水蒸气实验条件下的涂层寿命提高50%以上，综合性能满足工程应用需求；申请发明专利10项以上，国际标准3项以上。
据悉，国家重点研发计划由原来的国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技支撑计划、国际科技合作与交流专项、产业技术研究与开发基金和公益性行业科研专项等整合而成，是针对事关国计民生的重大社会公益性研究，以及事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的战略性、基础性、前瞻性重大科学问题、重大共性关键技术和产品，为国民经济和社会发展主要领域提供持续性的支撑和引领。
来源：涂界