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2022年度項(xiàng)目指南的通告

國科金發(fā)計(jì)〔2022〕49號(hào)

　　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2022年度項(xiàng)目指南，請(qǐng)申請(qǐng)人及依托單位按項(xiàng)目指南中所述的要求和注意事項(xiàng)申請(qǐng)。

國家自然科學(xué)基金委員會(huì)

2022年10月11日

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極端條件電磁能裝備科學(xué)基礎(chǔ)重大研究計(jì)劃2022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、2022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（≥2km/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。2022年度各項(xiàng)申請(qǐng)應(yīng)符合上述限定條件。

　?。ㄒ唬┡嘤?xiàng)目和重點(diǎn)支持項(xiàng)目。

　　擬資助（但不限于）以下方向：

　　1. 電磁能裝備直線推進(jìn)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)金屬材料的各參量時(shí)空演化規(guī)律和指標(biāo)評(píng)價(jià)體系；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。

　　2. 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特征和液化層動(dòng)態(tài)特性研究，發(fā)展高速載流摩擦磨損模型、界面沉積層的形成和演化機(jī)制；開展界面損傷的預(yù)測理論研究，發(fā)展高速載流摩擦磨損界面失效預(yù)測模型；開展界面損傷抑制策略研究，發(fā)展摩擦界面損傷有效控制方法。

　　3. 極端條件電磁能裝備服役過程的動(dòng)力學(xué)分析。

　　開展極端條件發(fā)射裝置在發(fā)射過程中載荷運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的精細(xì)化建模方法研究，發(fā)展電磁發(fā)射裝置發(fā)射動(dòng)力學(xué)快速分析方法。

　　4. 極端條件電磁能裝備儲(chǔ)能新材料探索研究。

　　面向電磁能裝備發(fā)展需求，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)電磁能裝備儲(chǔ)能輕量化和長壽化的新概念材料。指標(biāo)要求為：體積儲(chǔ)能密度≥30kWh/m3，質(zhì)量儲(chǔ)能密度≥30Wh/kg，放電體積功率密度≥0.5GW/m3，放電質(zhì)量功率密度≥0.5MW/kg，充電倍率≥6C和放電倍率≥60C的循環(huán)充放電壽命≥1萬次。

　　（二）集成項(xiàng)目。

　　擬資助以下方向：

　　1. 電磁能裝備高速載流摩擦副時(shí)空演化過程的模擬、原位測量與表征研究。

　　針對(duì)電磁能裝備直線（含軌道）推進(jìn)材料的高穩(wěn)定性和長壽化性能要求，從直線（含軌道）推進(jìn)材料電磁熱力多場強(qiáng)耦合作用出發(fā)，開展極端工況高速載流摩擦副時(shí)空演化過程的模擬技術(shù)研究（載流密度≥10¹⁰A/m2，摩擦速度≥2km/s，載流摩擦?xí)r間≥10ms），發(fā)展高速載流摩擦副動(dòng)態(tài)行為（含磨損量、表面形貌、界面溫度等）的原位測量方法，形成高速載流摩擦副的動(dòng)態(tài)特性表征方法；發(fā)展高速載流摩擦副的匹配優(yōu)化設(shè)計(jì)策略，突破現(xiàn)有直線（含軌道）推進(jìn)材料的壽命關(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（極端工況服役壽命≥1000次）和在電磁能裝備上的典型示范驗(yàn)證。

　　2. 電磁能裝備儲(chǔ)能材料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，從儲(chǔ)能材料的結(jié)構(gòu)出發(fā)厘清科學(xué)問題，開展電磁熱力多場耦合作用極端條件的過程模擬技術(shù)研究；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)物研究成果和在電磁能裝備上的典型示范驗(yàn)證。所述的實(shí)物研究成果指標(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（電容器）或≥8.5MJ/m3（材料），放電電流≥0.5A/J，額定電壓涵蓋2-20kV范圍，放電效率≥95%（10kHz范圍內(nèi)），充放電頻率≥20次/分，以上工況下電容器的服役壽命≥1萬次。

　　四、2022年度資助計(jì)劃

　　2022年度擬資助培育項(xiàng)目9項(xiàng)左右，直接費(fèi)用的資助強(qiáng)度約為80萬元/項(xiàng)，資助期限為3年，申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2023年1月1日至2025年12月31日”；擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目9項(xiàng)左右，直接費(fèi)用的資助強(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“2023年1月1日至2026年12月31日”；擬資助集成項(xiàng)目2項(xiàng)左右，直接費(fèi)用的資助強(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“2023年1月1日至2026年12月31日”。鼓勵(lì)來自電氣、材料、數(shù)學(xué)、物理、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)注意事項(xiàng)

　　（一）申請(qǐng)條件。

　　本計(jì)劃項(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《2022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、《2022年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2022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2022年11月14日－11月18日16時(shí)。

　?。?）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。

　?。?）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(shì)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。

　?。?）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“培育項(xiàng)目”、“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。

　　培育項(xiàng)目和重點(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)。

　?。?）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)目指南中的重點(diǎn)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2022年11月18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19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。

　?。?）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。

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　　工程與材料科學(xué)部工程五處

　　聯(lián)系電話：010-62328301

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來源：國家自然科學(xué)基金委員會(huì)    

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