科技部近日发布关于国家重点研发计划，包括“先进结构与复合材料专项”在内的21个重点专项2022年度项目申报指南征求意见，小编从中整理出先进陶瓷与硬质合金的部分，供相关从业人员参考。

1、大尺寸透明陶瓷部件制备关键技术与应用示范（典型应用示范）

研究内容：针对重大装备领域对大尺寸、高透过率透明陶瓷部件的紧迫需求，突破高纯度、高烧结活性、高批次稳定性透明陶瓷专用粉体制备技术；开发大尺寸、高密度均匀性透明陶瓷素坯成型、透明陶瓷烧结过程同步致密化及其变形量控制、米级以上大尺寸透明陶瓷部件拼接连接等技术；建立透明陶瓷部件模块层合材料匹配性设计与结构优化规范；形成工程化研制能力并实现在光电窗口、透明防弹等典型场景的应用示范。

考核指标：透明陶瓷专用粉体中位粒径的批次稳定性优于15%（三个连续批）；单体式透明陶瓷部件模块尺寸≥450毫米×750毫米，拼接式透明陶瓷部件模块尺寸≥1200毫米×800毫米；透明陶瓷材料透光率≥83.5%@600纳米（厚度10毫米）；透明陶瓷部件模块透光率≥75%，雾度≤5%；发展不少于2种透明陶瓷防弹部件模块产品，80公斤/平方米面密度装甲通过透明陶瓷动态压缩强度≥2.5吉帕（2000/s应变率）考核；建立标准或技术规范2项；实现典型示范应用。

2、高安全性耐中子辐照陶瓷基复合材料构件研制（共性关键技术）

研究内容：针对新一代加速器驱动先进能源系统对新型高安全包壳材料的明确需求，开展耐中子辐照陶瓷基复合材料的组成与结构调控研究，建立耐中子辐照陶瓷基复合材料包壳构件的结构设计与仿真方法，开发超长薄壁耐中子辐照包壳构件的净尺寸成型、高致密化、精密加工、可靠连接技术，开展耐中子辐照陶瓷基复合材料和部件在加速器驱动先进能源系统中的应用评价考核。

考核指标：耐中子辐照陶瓷基复合材料轴向拉伸强度≥230兆帕，环向拉伸强度≥200兆帕，基体开裂应力≥80兆帕；耐中子辐照陶瓷基复合材料包壳构件长度≥2米，壁厚≤1毫米，He气泄漏率优于1×10-7标准大气压ˑ毫升/秒。高温力学性能（1200摄氏度）保持率≥70%；300摄氏度、10兆帕条件下水腐蚀后包壳的近水侧涂层侵蚀深度≤10微米；可承受的辐照损伤剂量≥30原子平均离位。建立标准或技术规范118项，获得2米量级耐中子辐照陶瓷基复合材料包壳构件。

3、超高尺寸稳定性蜂窝结构C/C复合材料构件设计与制备关键技术（共性关键技术）

研究内容：针对新一代重大工程与测绘装备中承载平台对超高尺寸稳定性轻量化结构件的应用需求，突破C/C蜂窝夹层结构等低膨胀高强轻量化结构多目标协同设计优化与制备技术；建立大尺寸C/C蜂窝夹层结构等低膨胀高强轻量化结构芯板形性精确控制及损伤破坏抑制方法；开发C/C蜂窝夹层结构等低膨胀高强轻量化结构高效集成与工艺稳定性控制技术；实现C/C蜂窝夹层结构在新一代超高精度空间测绘与观测系统等典型应用环境(0-40摄氏度、高真空≤10-3帕)下的评价考核。

考核指标：C/C复合材料构件尺寸不小于1000毫米×1000毫米×70毫米（长×宽×高），且蜂窝节点破坏率≤0.01%，面板翘曲变形量≤0.2毫米/1000毫米；密度≤200公斤/立方米；压缩强度≥10兆帕，模量≥1吉帕，剪切强度≥4兆帕；热膨胀系数（0-40摄氏度）≤0.2×10-6/摄氏度，湿膨胀系数（地面20±5摄氏度，50%~70%相对湿度）≤5×10-5；力学和热学性能的离散系数≤15%；典型结构件通过振动、静力等环境模拟试验考核，基线长度稳定性≤1纳米/赫兹1/2(0.005~0.1赫兹)。

4、高耐压陶瓷部件制备关键技术与应用（共性关键技术）

研究内容：针对海工领域关键装备对轻质舱体和密封部19件的急迫需求，开展高耐压、高可靠陶瓷舱体材料优化设计与性能稳定性控制技术研究，突破大尺寸轻型深海探测器舱体成型与近零变形致密化技术；开发耐磨耐蚀高耐压大尺寸陶瓷密封部件性能优化与均匀致密化技术、强结合高耐磨表面改性涂层设计与沉积技术，建立大尺寸耐压舱体、密封环等典型海工装备部件的水密封接、微纳加工技术；实现高耐压陶瓷部件在无人深潜器、深海油气平台等海工装备上的评价考核和应用示范。

考核指标：高耐压陶瓷材料压缩强度≥3000兆帕，比刚度≥120吉帕/(克/立方厘米)，比强度≥900兆帕/(克/立方厘米)；机械密封陶瓷材料弯曲强度≥600兆帕，断裂韧性≥6.5兆帕×米1/2；耐磨涂层改性机械密封环干摩擦系数≤0.1，PV值≥40兆帕×米/秒；陶瓷舱体直径≥500毫米，自重排水比≤0.5克/立方厘米；陶瓷壳体在最大工作压力（125兆帕）条件下的循环打压次数≥300次不破坏，通过11000米海水深度应用考核；陶瓷机械密封环直径≥600毫米，泄漏量≤40升/小时，7.5兆帕下工作寿命≥1000小时，通过应用工况考核。

5、基于3D打印技术的精密陶瓷部件研制（典型应用示范）

研究内容：针对半导体、清洁能源、精细化工与先进制造等重点行业对精密陶瓷部件复杂结构和结构精密的更高需求，发展基于3D打印增材制造技术的复杂结构、高精密陶瓷部件制备技术，突破3D打印成型用陶瓷粉体、浆料的设计与可控制备技术；开发基于3D打印成型技术的复杂形20状氧化铝陶瓷劈刀、高温金属熔体传输用陶瓷泵叶轮、氮化硅涡轮叶片、碳化硅微通道反应器、高端装备复杂铸件陶瓷型壳等典型精密陶瓷部件的成型与致密化烧结技术，形成典型精密陶瓷部件示范生产能力，建立精密陶瓷部件性能评价方法。

考核指标：3D打印用陶瓷浆料体积固含量≥50%，3D打印用陶瓷粉体休止角≤36度；氧化铝陶瓷劈刀尖端直径等关键尺寸精度优于50微米，弯曲强度≥430兆帕，韦伯模数≥8；氮化硅陶瓷泵叶轮尺寸≥75毫米×40毫米×140毫米，成型精度优于50微米；氮化硅陶瓷涡轮叶片尺寸≥直径15毫米×长70毫米，弯曲强度≥500兆帕，断裂韧性≥7兆帕·米1/2；碳化硅陶瓷微通道反应器尺寸≥100毫米×100毫米×10毫米，通道直径≤2-5毫米，热导率≥120瓦/(米·开氏度)；陶瓷型壳轮廓尺寸≥500毫米，表面粗糙度Ra≤3.2微米，1500摄氏度下弯曲强度≥20兆帕。建成打印速率700件/天、年产20万件3D打印高精密氧化铝陶瓷劈刀和年产2000件氮化硅陶瓷泵叶轮示范生产线2条，陶瓷型壳实现国家重大工程任务中2种以上复杂铸件应用示范。

6、陶瓷基复合材料的界面相高通量研究及示范应用（典型应用示范）

研究内容：针对空间领域用陶瓷基复合材料研发成本高、周期长和原材料消耗大等难点问题，采用材料基因工程理念，探索陶瓷基复合材料纤维/基体界面相组分连续可控的高通量制备新方法，构建典型界面相组分-工艺-显微结构映射关系，优选综合性能佳的界面相，开发出新型陶瓷基复合材料。开展基于多尺度模型设计的陶瓷基复合材料和发动机典型热结构件的制备-结构-性能演化规律研究。开发出陶瓷基复合材料的新产品并应用于验证考核。

考核指标：研发陶瓷基复合材料组分连续可控的界面相高通量制备技术，基于分离组合方法的样品制备能力≥200样品/批次；建立典型界面相组分-工艺-显微结构-材料性能之间的映射关系；900摄氏度/90%H2O-10%O2/24小时水氧条件下，

界面相失重率≤20%；1200摄氏度/90%H2O-10%O2/500小时水氧条件下，陶瓷基复合材料拉伸强度保留率≥60%；研制出航空发动机高压涡轮外环等典型热结构件2-3种，通过模拟台架试验考核，技术成熟度达到5级；申请专利10项以上，建立标准或技术规范2项。

7、新一代先进能源系统用碳化硅堆芯构件

研究内容：面向新一代加速器驱动先进能源系统对堆芯抗辐照陶瓷部件的发展需求，研究优异抗辐照特性的新型碳化硅陶瓷材料体系高通量筛选方法，发展高性能核用碳化硅陶瓷材料制备技术；开发大尺寸、复杂形状碳化硅陶瓷六棱柱堆芯构件的精密成型与常压烧结致密化技术，实现碳化硅陶瓷六棱柱堆芯构件研制；研究核用碳化硅陶瓷抗辐照性能评价方法。

考核指标：筛选出1~2种先进核能系统用新型碳化硅陶瓷材料体系，弯曲强度≥500兆帕，可承受辐照损伤剂量≥30原子平均离位。建立离子束辐照评价技术规范1项，研制高度不小于600毫米SiC陶瓷堆芯构件1件。

8、空间应用领域新型高熵陶瓷涂层材料与部件

研究内容：面向空间应用领域苛刻环境的服役要求，研究新型高熵陶瓷涂层材料的高通量设计与性能控制方法；开发高温相稳定、低热膨胀系数的高熵陶瓷材料体系；开发高熵陶瓷涂层粉体原料制备、喷涂与热处理等技术；研究高熵陶瓷涂层与基体匹配性，开展高熵陶瓷涂层部件的环境模拟试验考核。

关键指标：设计并研发出 2-3 种高熵陶瓷涂层材料，高熵陶瓷涂层材料相稳定性≥1500 摄氏度，线热膨胀系数（室温~1500 摄氏度）≤5.0×10-6开氏度-1，孔隙率≤3%，与基体结合强度≥20 兆帕；高熵陶瓷涂层部件 1300 摄氏度燃气热循环寿命≥300 次。

9、细径硬质合金棒材形性精确控制近终形制备技术

研究内容：针对难加工关键部件对精密加工工具的需求，聚焦精密工具用细径硬质合金棒材成形精度低及形性协同难等问题，开展细径硬质合金棒材增塑挤压流变-形变特性、烧结致密化和服役行为研究，阐明快速无缺陷脱脂、晶粒长大抑制等机制，揭示复杂工况下合金的失效机理，建立细径硬质合金棒材形性精确控制方法。

考核指标：建立细径硬质合金棒材增塑挤压流变-形变模型；硬质合金棒材直径 2-5 毫米，长径比≥20，外径极差≤0.1毫米，抗弯强度≥5000 兆帕，硬度≥92.5 HRA，相对密度≥99%；平均晶粒尺寸 0.35-0.5 微米，晶粒尺寸离散度<0.4；使用寿命较现有同类材料提升 30%以上。

粉体圈 整理

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