【陶瓷材料】先进结构陶瓷纳入国家重点研发计划“先进结构与复合材料”重点专项

    先进结构陶瓷纳入国家重点研发计划“先进结构与复合材料”重点专项

为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排，国家重点研发计划启动实施“先进结构与复合材料”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，科技部近日发布了2021年度项目申报指南。该指南重点围绕先进结构陶瓷与陶瓷基复合材料、高温与特种金属结构材料、先进工程结构材料、结构材料制备加工与评价新技术等7个技术方向。

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。

先进结构陶瓷与陶瓷基复合材料

高端合金制造及钢铁冶金用关键结构陶瓷材料开发及应用（示范应用）

研究内容：

面向冶金产业提升的发展需求，研究高端合金制造及钢铁新技术领域用关键结构陶瓷材料组分设计与制备技术，开发高品质高温合金制备用结构陶瓷材料、冶金领域用高效节能硼化锆陶瓷电极、薄带连铸用结构功能一体化陶瓷材料的规模化生产工艺，开展应用评价技术研究，建立规模化生产线，研制关键生产设备，制定制备及检测标准。

考核指标：

高品质高温合金制备用结构陶瓷的应用使高温合金纯净度达到国际领先水平，与同类普通材料相比，关键性能指标上提高50%，使用寿命提高30%。

高效节能硼化锆陶瓷电极的常温弯曲强度&>300mpa，耐2000℃高温氧化，电阻率15～200μω·cm，连续使用寿命1年以上，节电效率≥15%。

陶瓷侧封材料热导率≤20w/（m·k），热膨胀系数≤3×10-6/k，使用温度≥1800℃，常温弯曲强度≥150mpa，高温（1400℃/0.5h）弯曲强度≥30mpa，杨氏模量≥70gpa，表面加工精度±1μm，实现稳定高效批量化制备以及总体使用寿命6小时以上。

低面密度空间轻量化碳化硅光学—结构一体化构件制备（基础前沿技术）

研究内容：

针对空间遥感光学系统的应用需求，研究低面密度空间轻量化碳化硅光学—结构一体化构件的结构拓扑设计，开展复杂形状碳化硅构件的增材制造等新技术、新工艺研究，开发低面密度复杂形状碳化硅构件的近净尺寸成型与致密化烧结技术，开展低面密度空间轻量化碳化硅光学—结构一体化构件的光学加工与环境模拟试验研究，实现满足空间遥感光学成像要求的低面密度碳化硅光学—结构一体化构件材料制备。

考核指标：

碳化硅陶瓷材料开口气孔率≤0.5%，弹性模量≥350gpa，弯曲强度≥350mpa，热导率≥160 w/（m·k）。

光学—结构一体化构件尺寸≥500mm，面密度≤25kg/m2，表面粗糙度ra≤1nm，面形精度rms≤λ/40（λ=632.8nm），500~800nm可见光波段平均反射率≥96%，3~5μm和8~12μm红外波段平均反射率≥97%。

通过空间成像光学系统环境模拟试验考核（包含时效稳定性、热真空、力学振动等试验，面形精度rms≤λ/40）。

高性能硅氧基纤维及制品的结构设计与产业化关键技术（示范应用）

研究内容：

针对高效隔热防护服、高强芯片、高保真通讯电缆等对高性能硅氧基纤维及制品的应用需求，研究硅氧前驱体化学组成、结构重组、多级微纳结构演变对纤维成型的影响规律，攻克硅氧基无机制品高温均匀化熔制拉丝关键技术，开发高强玻璃纤维。

研究前驱体分子缩聚和纳米/微米多级孔组装结构演变对孔结构形成的影响规律，突破多孔玻璃纤维常温挤出成型技术，开发低介电、低热导、轻质柔性玻璃纤维。

研究模拟月球和火星环境的微重力、高真空环境下玄武岩材料熔制技术及深空环境对纤维成型的作用机制，开发高性能连续玄武岩纤维。

开展高性能玻璃纤维及复合制品产业化示范，形成千吨级生产线。

开发极端环境的模块化连续玄武岩纤维成型装置，实现微重力下自主成纤中试。

考核指标：

高强度玻璃纤维：纤维单丝强度≥4.6 gpa，浸胶纱强度≥3.2gpa，模量≥82gpa，热膨胀系数≤5.0×10-6/℃，中空纤维率≤10×10-6。

深空连续玄武岩纤维：微重力（&文章来源：粉体网

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