各有關(guān)單位:
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(guó)家重大戰(zhàn)略需求為牽引，以建立電磁熱力多場(chǎng)耦合極端沖擊條件電磁能裝備基礎(chǔ)理論為核心，通過(guò)在等價(jià)實(shí)驗(yàn)機(jī)理、在線測(cè)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(chǎng)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(cè)試為手段，以長(zhǎng)效服役為目標(biāo)，揭示電磁熱力多場(chǎng)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(chǎng)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(wèn)題
電磁熱力多場(chǎng)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、2021年度重點(diǎn)資助研究方向
2021年度申請(qǐng)類型為培育項(xiàng)目或重點(diǎn)支持項(xiàng)目，擬重點(diǎn)資助(但不限于)的方向有：
(一)電磁能裝備材料極端條件等價(jià)試驗(yàn)與測(cè)量技術(shù)。
研究?jī)?chǔ)能電介質(zhì)材料極端條件等價(jià)試驗(yàn)和等效測(cè)試技術(shù)(分辨率≤0.01μm);發(fā)展極端條件下電磁能裝備直線推進(jìn)材料電磁熱力多場(chǎng)強(qiáng)耦合作用的同步加載方法(溫升速率≥106K/s、電流密度≥1010A/m²、應(yīng)變速率≥106s-1);研究電磁能裝備超高速(>2000m/s)載流滑動(dòng)摩擦特性的等價(jià)試驗(yàn)技術(shù)和測(cè)量方法;研究電磁能裝備超高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程直線推進(jìn)材料多相態(tài)及其演化過(guò)程形貌的連續(xù)觀測(cè)技術(shù)(時(shí)間分辨率≤1μs，空間分辨率≤0.1μm，連續(xù)觀測(cè)時(shí)間≥10ms);電磁能裝備發(fā)射動(dòng)力學(xué)機(jī)理和極端條件運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)試技術(shù)。
(二)極端條件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儲(chǔ)能電介質(zhì)材料服役性能的各參量時(shí)空演化規(guī)律和指標(biāo)評(píng)價(jià)體系;研究極端條件電磁能裝備直線推進(jìn)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儲(chǔ)能電介質(zhì)材料和直線推進(jìn)材料非線性響應(yīng)的精細(xì)描述模型;建模和所建立的指標(biāo)評(píng)價(jià)體系精度≤10%。
(三)極端條件電磁能裝備服役過(guò)程的動(dòng)態(tài)建模。
發(fā)展極端條件儲(chǔ)能裝備服役過(guò)程動(dòng)態(tài)建模方法;發(fā)展極端條件電磁能裝備超高速載流摩擦裝置的高精度數(shù)值建模方法;開(kāi)展電磁能裝備和發(fā)射環(huán)境耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與性能快速預(yù)測(cè)研究，建模精度≤10%;研究極端條件電磁能裝備與材料相互影響機(jī)理。
(四)極端條件電磁能裝備顛覆性新材料探索研究。
面向未來(lái)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(chǎng)耦合服役需求、促進(jìn)電磁能裝備輕量化和長(zhǎng)壽化的顛覆性新概念材料。其中，儲(chǔ)能電介質(zhì)材料要求儲(chǔ)能密度≥8MJ/m³(涵蓋電壓范圍2~15kV)，壽命≥2萬(wàn)次，放電效率≥95%(10kHz范圍內(nèi))，充放電頻率≥20次/分;直線推進(jìn)摩擦副材料要求屈服強(qiáng)度500-800MPa，導(dǎo)電率45-90%IACS，延伸率≥12%，軟化溫度400-650℃，可實(shí)現(xiàn)≥2噸大規(guī)格制備，并可耐電弧燒蝕和耐載流摩擦磨損。
四、遴選項(xiàng)目的基本原則
(一)項(xiàng)目申請(qǐng)應(yīng)符合以下限定條件。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(chǎng)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，多場(chǎng)耦合指的是電磁熱力共同作用下的多物理場(chǎng)強(qiáng)耦合;所述的電磁能裝備材料聚焦電磁能裝備所用的儲(chǔ)能電介質(zhì)材料和直線推進(jìn)金屬材料兩類。
(二)鼓勵(lì)來(lái)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)合申請(qǐng)。
五、2021年度資助計(jì)劃
2021年度擬資助培育項(xiàng)目9項(xiàng)，直接費(fèi)用的資助強(qiáng)度約為80萬(wàn)元/項(xiàng)，資助期限為3年，申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2022年1月1日至2024年12月31日”;擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目9項(xiàng)，直接費(fèi)用的資助強(qiáng)度約為300萬(wàn)元/項(xiàng)，資助期限為4年，申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2022年1月1日至2025年12月31日”。
六、申請(qǐng)注意事項(xiàng)
(一)申請(qǐng)條件。
本重大研究計(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(wú)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《2021年度國(guó)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、《2021年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2021年度國(guó)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(wú)紙化申請(qǐng)。申請(qǐng)書提交日期為2021年11月19日-11月23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(shuō)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)劃旨在緊密圍繞核心科學(xué)問(wèn)題，將對(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)劃擬解決的具體科學(xué)問(wèn)題和項(xiàng)目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項(xiàng)目名稱、科學(xué)目標(biāo)、研究?jī)?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(shuō)明選擇“培育項(xiàng)目”或“重點(diǎn)支持項(xiàng)目”，附注說(shuō)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?jī)?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(guò)2個(gè)。
(4)申請(qǐng)人在申請(qǐng)書“立項(xiàng)依據(jù)與研究?jī)?nèi)容”部分，應(yīng)當(dāng)首先說(shuō)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(wèn)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2021年11月23日16時(shí)前通過(guò)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24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(guò)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)。
(四)咨詢方式。
國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料科學(xué)部工程五處
聯(lián)系電話：010-62328301
國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)
2021年10月18日
