廣東省金屬強韌化技術與應用重點實驗室（以下簡稱：實驗室）成立于2015年，依托廣東省科學院新材料研究所（以下簡稱：研究所）建設，是廣東省開展金屬強韌化技術集科學研究、技術攻關和成果應用的骨干平臺。實驗室聚焦于金屬材料強韌化理論科學問題和工程化共性關鍵技術，圍繞國民經濟主戰場和國家重大需求，開展以基礎金屬材料、金屬基復合材料和粉末冶金材料為重點對象的高性能、綠色低碳、穩定制備、工程化集成研究，切實滿足我省在海洋工程、高端裝備、先進制造、生物醫療等重點領域行業的制造和發展需求。
實驗室現有固定人員57人，其中全職中國工程院士1人，海外高層次領軍人才1人，高級職稱以上38人，硬件設施先進完善，設備原值超7000萬元，90%的大型儀器設備實現對外開放共享。近年來，實驗室深入開展金屬材料強韌化技術研究與開發，先后承擔國家863計劃、國家“十四五”重點研發計劃，國家自然科學基金以及省市重大重點研究項目120多項，突破多項金屬強韌化制備與加工關鍵技術，拓展了工程化應用，獲得了豐碩的科技成果，形成了較強的競爭力和影響力。
根據《廣東省科學技術廳關于廣東省重點實驗室的管理辦法》和《研究所實驗室開放課題管理辦法》的相關規定，秉持實驗室“創新、開放、流動、聯合、競爭”的運行管理機制，結合特色研究領域和科研需求，現面向省內外優秀中青年科技工作者發布2024年度開放基金申報指南。具體內容如下：
一、優先資助研究方向
根據實驗室的發展目標、研究方向和現有條件，實驗室開放課題優先支持與下列領域相關的研究工作。
1、高性能鋁合金型材強韌化機理研究
Al-Mg-Si系合金具有中高強度、易熱加工成形和良好的焊接性能等特點，成為理想的鋁合金結構材料。然而，隨著汽車、軌道交通等裝備輕量化的深入推進，對鋁合金型材的強韌性提出了更高的要求。主要研究內容如下：（1）開展鋁合金的微結構調控對其塑性變形行為與組織演化影響的研究，揭示晶體取向及分布對材料塑性變形能力的影響規律；（2）探明晶內、晶界第二相粒子的尺寸、形貌和分布與位錯的協同作用機理，建立鋁合金晶體結構與析出相協同調控模型，提高材料的變形能力，為擴大鋁合金材料的應用提供理論支撐。
2、鎂基輕質高熵合金的設計與制備技術研究
高熵合金除具有優異的常規力學性能，還具有耐高溫、耐腐蝕、耐輻照和耐摩擦等優異的綜合性能而展示出巨大的應用潛力。輕質高熵合金旨在利用較低密度的合金元素如Al、Ti、Mg、Li等，在制備出具有同樣甚至更高性能的高熵合金的同時，實現合金的輕量化。為了進一步降低高熵合金的密度，實現輕質高熵合金在各行業的應用，在高熵合金設計和制備當中添加鎂元素被證明是切實可行的。含鎂高熵合金較之過渡族金屬高熵合金密度更低、且綜合性能優異。設計并發展含鎂輕質高熵合金，研究其形成機理具有十分重要的意義。主要研究內容如下：（1）從熱力學和第一性原理的角度設計合金成分，采用高通量計算手段，通過對高熵合金的結構穩定性以及性能進行預測。（2）探索鎂基高熵合金材料高效制備新技術，研究微觀結構、變形工藝參數以及合金化元素對合金變形行為的影響。（3）研究輕質高熵鎂合金板材的強韌化機制。探明滑移系、孿晶和剪切帶在合金變形時的相互作用關系，建立合金成分-熱物參數-微觀結構-工藝-性能之間的關聯關系。
3、無鈮高耐熱性鈦鋁合金高溫力學行為及斷裂失效機制研究
鈦鋁合金因其具有高彈性模量、高韌性、低密度以及良好的高溫強度、抗蠕變和抗氧化等優點，已經成為目前最具發展潛力的結構減重類高溫合金之一。尤其在航空發動機及大功率柴油機增壓器渦輪方面，具有明顯的技術競爭優勢。鈦鋁合金服役過程中會受到復雜載荷及氧化作用而導致的高溫失效是擴大該類材料應用亟待解決的問題。本課題以一種新型無鈮全層片結構耐熱鈦鋁合金為研究對象，提出基于跨尺度理論分析和多尺度數值模擬創新方法研究復雜載荷及氧化作用條件下鈦鋁合金高溫力學行為及斷裂失效機制。主要研究內容如下：1）建立不同外場條件下鈦鋁合金的本構關系模型、動態材料模型、氧化動力學模型、有限元仿真模型和失效判據模型；2）揭示不同外場條件對下鈦鋁合金的失效應變、流變應力、絕熱剪切敏感性的影響以及外場條件與合金失效行為、變形氧化機理、失效機制的內在聯系；3）構建同時考慮表面氧化和基體組織退化作用下合金失效機制圖及失效預測準則，表征合金高溫變形、氧化行為與失效行為的形成關系，建立高溫失效預測機制。為推動其復雜載荷及氧化作用的失效預測提供重要的科學理論依據。?
4、耐磨錳鋼輕量化設計及其沖擊磨損損傷機理研究
鑄造耐磨鋼鐵材料被廣泛應用于礦山冶金、能源交通、工程機械等領域關鍵構件中，國內每年需求量達500萬噸以上，并以9~15%的速率增長。高錳鋼因具有優異的加工硬化能力和沖擊韌性，逐漸成為應用最為廣泛的耐磨材料之一。隨著傳統耐磨構件的應用嚴苛化、規模大型化、運轉節能化，同時，“碳達峰”、“碳中和”已逐漸成為社會共識，高錳鋼也朝著更耐磨、更輕質、更綠色低碳的方向發展，面臨諸多挑戰。主要研究內容如下：1）輕質錳鋼的成分優化；2）探索基于固溶-時效熱處理的輕質錳鋼的組織演變規律；3）分析基于固溶-時效熱處理的輕質錳鋼的力學性能演化規律，闡明其強韌化機理；4）研究輕質錳鋼在嚴苛沖擊作用下的磨損損傷行為，闡明其加工硬化及沖擊磨損機制。
5、高速干式切削刀具用WC-AlCoCrFeNi硬質合金的高溫磨損機理研究
隨著高速干式切削技術的快速發展和難切削材料的廣泛應用，切削刀具的嚴重磨損成為制約高速干式切削技術的關鍵。硬質合金在高溫下的嚴重氧化是導致切削刀具耐磨性變差的主要因素。用AlCoCrFeNi高熵合金黏結劑取代Co黏結劑可明顯改善硬質合金的抗氧化性能和高溫耐磨性，為優化硬質合金高速干式切削刀具的切削性能和使用壽命奠定基礎。主要研究內容如下：1）探究放電等離子體燒結工藝和黏結劑含量對WC-AlCoCrFeNi硬質合金組織結構和力學性能的影響規律；2）考察WC-AlCoCrFeNi硬質合金在不同溫度下的氧化行為及氧化機理；3）揭示溫度對WC-AlCoCrFeNi硬質合金高溫摩擦磨損性能的影響規律，探討其高溫磨損機理。最終揭示成分、制備工藝和摩擦條件對WC-AlCoCrFeNi硬質合金高溫耐磨性的影響規律，并探討其微觀機制。
6、(Ti,M)C硬質合金的合成制備及其強韌性研究
TiC性能優異，具有高強度、高硬度、良好的耐磨性和熱穩定性，且與奧氏體晶體結構具有良好的結合度，在增強鐵基復合材料性能方面具有巨大的選材潛力，然而TiC固有的韌性差問題限制其廣泛應用。主要研究內容如下： 1）以摻雜元素（M=Fe、V、W）含量調控設計為變量，通過原位合成實現多體系(Ti,M)C復相碳化物的制備，同步剖析其反應路徑和組織演化；2）揭示摻雜元素（M=Fe、V、W）對原位合成(Ti,M)C復相碳化物組織結構和力學性能的關聯作用，建立基于摻雜元素調控的(Ti,M)C復相碳化物設計方法。
7、Fe-Cr-B鑄鋼熱浸鍍鋁鍍層耐氯化物熔鹽腐蝕機理研究
聚光太陽能發電（CSP）是一種綠色、零碳的可再生能源，常采用熔鹽作為其傳、儲熱介質，而氯化物熔鹽被公認為是下一代CSP系統最有前景的傳、儲熱介質。但氯化物熔鹽極易侵蝕與之接觸的金屬熔池、管道等部件，進而縮短了其服役壽命。熱浸鍍鋁是一種優異的防腐方法，Fe-Cr-B鑄鋼熱浸鍍鋁時會在固液界面上生成周期性層片結構（PLS），然而該PLS鍍層在熔鹽中的腐蝕行為還不得而知。重點研究內容如下：1）利用氯化物（如NaCl等）熔鹽浸泡實驗，研究PLS鍍層耐氯化物熔鹽腐蝕性能，揭示PLS特殊的層片結構及其界面工程在氯化物熔鹽中的腐蝕失效機理；2）探索ZnCl2等氯化物熔鹽對PLS鍍層在NaCl熔鹽中腐蝕行為的影響及機理，闡明ZnCl2等熔鹽與PLS鍍層的相互作用規律；3）探索ZnO等氧化物對PLS鍍層在NaCl等熔鹽中腐蝕行為的影響及其機理。
8、不同固體界面間夾雜體誘發界面破壞機理研究
兩種或兩種以上不同固體的結合是改善材料和結構機械性能的主要工程技術之一，也是許多應用基礎研究的主題。結合強度主要取決于界面附近或界面內是否存在缺陷，孔洞、裂紋、界面夾雜等典型缺陷會降低界面結合強度，然而當前對界面夾雜的理論分析還不夠充分。主要研究內容如下：（1）建立分析界面夾雜應力分析的夾雜力學方法，主要討論各類不規則細長界面夾雜對界面應力分布的影響；（2）對于韌性基體材料，研究界面夾雜應力集中誘發的區域塑性變形，主要討論應力集中誘發的位錯形成和發射機理；（3）對于脆性基體材料，研究界面夾雜應力集中誘發的脆性斷裂機理，主要討論應力集中區域誘發微裂紋形成擴展機理。
9、基于磁性納米顆粒的軟磁復合材料界面結構演化及對電磁性能的影響
鐵基納米晶軟磁復合材料是呈現高磁導率、低矯頑力和低損耗等優良磁學特性，是完美匹配適用于第三代寬禁帶半導體的高頻軟磁材料。然而，現有包覆技術通過引入大量非磁性絕緣介質而產生磁稀釋效應，并且常規熱處理加速低耐熱性的絕緣層分解，導致高頻性能差。針對低耐熱絕緣介質制備納米晶軟磁復合材料高頻性能差的問題，主要研究內容如下：研究超順磁性納米顆粒的成分、尺寸、形貌對磁粉芯微觀結構和磁性能的影響，探討界面反應過程中磁性納米顆粒生長機制與顆粒-絕緣介質間的相互作用及微觀機制；（2）研究熱等靜壓對非晶合金的晶化微觀結構及磁性能的影響規律，澄清微觀結構與磁性能之間的關聯機制；（3）在深入研究微觀結構演變與磁性能關系的基礎上，理解熱等靜壓誘導復合材料的晶化機制、磁化機制以及高頻損耗機制。
10、基于金屬熔滴多場耦合凝固控制下的NiTi合金3D打印專用粉末多尺度制備技術
高性能金屬粉末制備技術是制約金屬材料增材制造領域的關鍵技術瓶頸之一，是保證增材制造零件質量可靠性、穩定性、同一性的重要因素。目前，NiTi形狀記憶合金因其具有特殊的功能性而被認為是可應用于3D打印和4D打印技術的重要備選材料。然而，NiTi合金在粉末制備過程中關鍵技術指標（如：球形度、氧氮含量、粉末粒徑等）難以控制，粒徑小于53μm的細粉收得率較低。主要研究內容如下：（1）建立該合金氣霧化制粉過程工藝-粉末物理性能-粒徑尺度模型，突破了粉末粒徑峰值區間的可調控性技術；（2）揭示氣霧化制粉過程金屬熔滴運動過程與凝固動力學規律；（3）實現該類型合金EIGA法粉末制備多級氣霧化柔性控制下的粉末多尺度制備。
二、資助額度、周期，成果要求
擇優支持開放課題10項，資助金額一次核定，分年度下撥。
資助金額采用非限額制，實際資助額度依項目具體研究內容和情況而定，項目資助金額3~4萬元/項，執行期限1年。
要求發表不少于1篇論文，優先支持高水平論文發表項目；對完成質量高或發展前景好的課題可滾動支持。
三、申請條件
1、課題申請范圍與本次發布的開放基金課題指南資助方向一致。
2、申請人具有副高級（含）以上專業技術職稱或已獲得博士學位，在相關領域有較好的研究積累。
3、申請人所在單位具有良好的研究條件。
4、遵照《研究所實驗室開放課題管理辦法》，課題執行過程中須服從實驗室管理。
四、申報評審程序
1、申請者認真如實填報《實驗室開放課題申請書》（見附件1），經所在單位學術主管部門簽署意見，加蓋公章后，將申請書（紙質版）一式貳份，報送至廣東省科學院新材料研究所，電子版發送到指定聯系人郵箱。
2、實驗室接收申請書后，進行形式審查，合格后組織學術委員會評審，擇優資助。
3、開放基金課題申請書經評審通過后，以郵件形式通知課題申請人。
4、與獲批準者簽訂課題合同書，課題合同書內容與申請書保持一致，但可參考專家評審意見進行適當修改。
五、課題成果發表形式
本重點實驗室開放課題資助的研究成果，須以實驗室和研究所作為第一作者單位或通訊作者單位，申報書中成果完成單位的排序將作為課題資助的重要依據。本實驗室和研究所的中英文名稱分別為：廣東省金屬強韌化技術與應用重點實驗室（Guangdong Provincial Key Laboratory of Metal Toughening Technology and Application），廣東省科學院新材料研究所（Institute of New Materials, Guangdong Academy of Sciences）；并加注“廣東省學科類重點實驗室評估專項資助”字樣及項目編號（2023B1212060043），英文標注“Acknowledgements Evaluation Project of Guangdong Provincial Key Laboratory(2023B1212060043)。在成果鑒定和申報各類獎勵時也必須做出同樣的標注。未盡事宜參照《開放課題管理辦法》執行。
六、申請受理時間
申報材料受理時間截止2024年5月30日（以郵戳為準），紙質版郵寄一式貳份（加蓋申請單位公章），電子版通過電子郵件發送。
七、聯系方式
聯 系 人：林穎菲
地??? 址：廣東省廣州市天河區長興路363號廣東省科學院新材料研究所
郵政編碼：510651
聯系電話：020-87716039、18578784798
電子信箱：linyingfei@gdinm.com
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附件1：《實驗室開放基金課題申請書》
附件2：《研究所實驗室開放課題管理辦法》
