广东省现代表面工程技术重点实验室（以下简称：实验室）成立于2000年，依托广东省科学院新材料研究所（以下简称：研究所）建设，是广东省开展材料表面工程技术集基础、应用基础和应用开发研究的骨干平台。实验室主要围绕广东省战略新兴产业、重点传统产业和高端装备制造业及国家重大工程对产品开发及装备性能不断提升的需求，面向航空航天、海洋工程、先进制造、轨道交通等领域，开展热喷涂、真空镀膜、激光制造和表面分析检测技术的研究与应用。实验室现有固定人员130人，其中中国工程院院士1人，高级职称35人，硬件设施先进完善，价值50万元以上仪器设备40多台套，总价值超1.1亿元。近年来，实验室在表面工程技术和新材料研究开发领域，先后承担了国家973、国际合作、国家重点研发计划、国家自然科学基金以及省市重大重点研究项目150多项，获得了丰硕的科技成果，形成了较强的竞争力和影响力。
根据《广东省科学技术厅关于广东省重点实验室的管理办法》（粤科规范字〔2021〕2号）和《研究所实验室开放课题管理办法》的相关规定，秉持实验室“创新、开放、流动、联合、竞争”的运行管理机制，结合特色研究领域和科研需求，现面向省内外优秀中青年科技工作者发布2021年度开放基金申报指南。具体内容如下：
一、优先资助研究方向
1、无氧p型透明导电薄膜的价带化学修饰及其导电机制研究（重点项目）
透明导电材料（TCM）兼具良好的透光性和导电性，被广泛用于信息显示、Low-E玻璃和光伏电池等领域，开发高性能的p型TCM是发展全透明电子器件和透明逻辑电路的迫切需要。针对O2p轨道对空穴束缚作用以及对空穴迁移率重要影响，重点研究内容如下：1）依据价带化学修饰原则，选取较氧离子电负性更小的非金属元素，采用磁控溅射技术，设计制备具有良好光电性能的无氧p型透明导电薄膜；2）研究工艺参数对薄膜形貌结构及光电性质的影响，建立本征缺陷和非本征缺陷与薄膜能级结构及光电特性之间的关系；3）通过第一性原理计算，对材料的能带结构和电子分布进行模拟，获得无氧p型透明导电材料的电子行为规律。最终为制备具有良好光电性能的无氧p型透明导电薄膜提供理论指导和技术积累。
2、超高速激光熔覆高熵合金涂层技术研究（面上项目）
高熵合金涂层具有良好的耐热性、耐腐蚀性和耐磨损性能，成为材料科学领域研究热点之一，具有巨大的应用潜力。超高速激光熔覆技术制备涂层厚度和表面更平整、稀释率更低、效率更高、变形更小，有望成为高熵合金涂层应用推广的重要新途径。主要研究内容如下：1）超高速激光熔覆高熵合金涂层的可控制备工艺研究；2）超高速激光熔覆熔池凝固行为及物相形成机制研究；3）高熵合金涂层的组织与摩擦性能演变规律研究。最终实现超高速激光熔覆高熵合金涂层的可控制备，建立高速激光熔覆工艺-组织-性能之间的对应关系，为高速激光沉积技术及高熵合金涂层的工程化应用提供理论基础。
3、金属增材制造的微观组织及其力学性能的全域模型计算与实验验证（重点项目）
增材制备的合金体系（如Inconel 625）高复杂零件仍然面临优化打印参数来提高其局部或整体的力学服役需求，为替代繁琐的实验，需采用相关软件预测力学性能与打印工艺的关联行为。主要研究内容如下：1）优化的打印参数对应试样的等效杨氏模量、等效拉伸和压缩强度、延伸率、泊松比等力学性能指标。以及模型预测结果和实验结果的对比验证； 2）研究打印厚壁和薄壁件对应的微观组织及残余应力差异的机理；3）对于给定的打印试样的力学性能和微观组织，其对应的打印参数的工艺窗口研究。形成一种可用于Inconel 625合金的选区激光熔焊工艺下，给定打印参数对应的微观组织和其力学行为的计算方法。
4、4D打印碳化硅基陶瓷的研究（面上项目）
碳化硅基陶瓷材料具有良好的耐磨性、导热性及优异的高温力学性能，被广泛应用于半导体和航天航空等领域。目前采用3D打印技术可制备形状复杂的碳化硅基陶瓷零件，但3D打印的碳化硅基陶瓷仍需要组装，缺乏柔性和环境适应性。为有效推动碳化硅基陶瓷智能构件的应用，拟开展4D打印技术制备碳化硅基陶瓷，主要研究内容如下：1）碳化硅基材料的成分设计及制备；2）打印工艺对陶瓷前驱体结构和性能的影响；3）前驱体陶瓷化机制研究。最终明确浆料性质、打印参数和热处理工艺对基底印弹性体和主体结构的影响规律及机理；通过调控参数实现多自由度变形的调控，制备出2-3种复杂形状的碳化硅基陶瓷零件并为相关材料的制备提供技术支撑和理论依据。
5、冷喷涂高性能镍基高温合金的增韧和沉淀强化机制研究（重点项目）
Inconel 718具有优良的耐腐蚀、抗氧化和良好的蠕变、疲劳性能，被广泛用于航空和航天发动机中各种静止件和转动件。由于Inconel 718零部件服役环境恶劣，在服役过程中会因损伤而导致大量部件报废。冷喷涂技术的低温修复特性为Inconel 718零部件的再制造技术提供了新的选择。主要研究内容如下：1）探索基于固溶-时效热处理的冷喷涂Inconel 718镍基高温合金的晶粒尺寸、位错密度及残余应力演化规律；2）探索固溶-时效热处理下的冷喷涂Inconel 718镍基高温合金沉淀强化物析出行为；3）考察不同固溶-时效热处理对于冷喷涂Inconel 718镍基高温合金的室温及高温力学性能演化规律，获得其增韧及强化规律。最终揭示基于固溶-时效处理的冷喷涂态Inconel 718镍基高温合金增韧和强化机理，建立强韧化调控机制。
6、基于冷喷涂技术的无粘连剂、高性能硅合金负极规模化制备研究（面上项目）
碳化硅基陶瓷材料具有良好的耐磨性、导热性及优异的高温力学性能，被广泛应用于半导体和航天航空等领域。目前，硅基负极材料具有较低的首次库伦效率、巨大的体积膨胀率和较低的电导率严重限制了硅基负极材料规模化推广应用，而合金负极可以有效缓解硅体积膨胀带来的影响，有必要开展相应的研究。主要研究内容如下：1）利用冷喷涂技术制备出高性能、无粘连剂的硅合金负极；2）研究冷喷涂过程影响硅合金形成充放电中缓冲相的内在机理，揭示合金结合强度、合金界面结构等内在因素对无粘连剂硅合金负极的电化学性能的影响规律；通过研究开发循环性能优异，比容量高的硅合金负极，实现锂离子电池负极材料的制备新途径，为冷喷涂技术制备锂离子电池负极材料提供理论基础。
7、高端装备用铝合金新型微弧氧化膜结构表征与性能测试标准（重点项目）
为有效提升高端装备铝合金部件的使用寿命和运行稳定性，采用基于线性/环形液相等离子体技术研制的铝合金新型微弧氧化处理工艺，可大幅提升铝合金表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能，以满足苛刻服役条件下的应用需求。为进一步提升铝合金微弧氧化工艺的稳定性和质量品质，主要研究内容如下：1）基于响应曲面法（RSM）原理，研究氧化电解液工艺参数的精准优化调控方法，构建氧化参数-膜层性能二者间数值方程模型及3D响应曲面关系图；2）研究基体材质特征对新型铝合金微弧氧化膜组织、结构、性能的影响规律；3）研究典型工艺参数对新型微弧氧化膜组织、结构、性能的影响。最终建立评价全新微弧氧化涂层产品的性能检测方法以及涂层质量的评价体系，建立全新的微弧氧化技术标准。
8、基于微观结构分析的铝锂合金自然环境下的劣化机制及预测模型研究（面上项目）
铝锂合金材料广泛应用于航空航天领域，高温、高湿和高盐等多重环境因素的协同作用会促使材料出现高度非线性的微观组织演化，使其制备的构件劣化。开展铝锂合金在高温湿热海洋大气环境下的服役性能退化规律、退化机理和退化模型研究，具有科学价值和工程意义。主要研究内容如下：1）高温湿热大气环境下铝锂合金微观组织演化规律研究；2）高温湿热大气环境下铝锂合金力学性能演化规律研究；3）高温湿热大气环境下铝锂合金力学性能退化机理研究；4）高温湿大气环境下铝锂合金力学性能退化预知研究。最终建立微观结构特征与力学性能退化关联规律，构建基于核心微观结构特征的多因素耦合力学性能退化预知的新模型。
9、基于金刚石的电化学传感器用电极的设计与制备（面上项目）
电化学传感器应用市场广阔，电极材料对电化学传感器的性能发挥着关键作用。硼掺杂金刚薄膜（BBD）作为载体负载纳米敏感材料组成复合电极材料，因其固有的化学惰性与纳米材料的高表面能增加了纳米敏感材料在BDD表面有效固载的难度，限制其广泛使用，如何实现纳米敏感材料在金刚石表面的有效固载值待深入研究。主要研究内容如下：1）研究溶碳型金属镍与BDD在高温驱动下的相互作用微观进程，明确高温刻蚀导向位点的形成机制，系统优化热处理条件，实现BDD表面导向位点的可控制备；2）研究纳米敏感材料在BDD表面高温固载过程中的迁移团聚行为，分析导向位点两相界面状态及其对金属纳米颗粒的作用机制；3）研究复合电极表界面状态与电化学性能的关联关系。最终获得可控的金刚石表面孔洞形成制备技术，制备高稳定性、高可重复性的纳米材料/金刚石复合电极。
10、防粘涂层热喷涂涂层制备工艺研究（重点项目）
聚四氟乙烯（PTFE）涂层材料因其良好的超疏水防粘性能在模具行业获得了广泛的应用，为解决单一PTFE涂层硬度较低和耐磨性能较差限制其使用寿命的问题，探索采用等离子热喷涂方法制备Al2O3-PTFE复合涂层。主要研究内容如下：1）优化等离子热喷涂工艺参数，解决PTFE高分子相在热喷涂过程中易烧蚀的难题，制备Al2O3-PTFE复合涂层；2）分析涂层结构与形貌，研究不同颗粒尺寸/形貌对Al2O3在复合涂层中与PTFE相中的分散均匀性，提高涂层与基体的结合力；3）开展Al2O3-PTFE复合涂层摩擦磨损行为分析，研究耐磨层长期服役过程中耐磨性能及防粘性能变化规律。最终可制备具有优良耐磨性能的Al2O3-PTFE复合热喷涂涂层。
11、磁控溅射调控中间相沥青基碳纤维/铝界面微观结构及其高导热复合材料的研制（面上项目）
中间相沥青基碳纤维增强铝基（CfMP/Al）复合材料具有高比强、高比模、零膨胀和高导热等优异性能，在空间飞行器的增益天线、卫星波导管和光纤激光器的热管理等高技术领域应用潜力巨大。利用表面涂层技术对中间相沥青基碳纤维进行改性，可有效缓解制备工艺温度对碳纤维和铝基体复合时的界面损伤。主要研究内容如下：1）磁控溅射构筑不同微观结构CfMP/Al界面，分析不同石墨化度碳纤维初始结构、磁控溅射镀层和热处理时界面的微观结构变化，研究去除镀层后不同CfMP/Al界面的损伤特征。2）建立CfMP/Al界面模型，阐明不同微观结构CfMP/Al界面损伤机制。最终可制备高导热CfMP/Al复合材料，为其在航空航天和尖端制造等高技术领域的应用提供技术理论基础。
二、资助额度、周期，成果要求
择优支持10项左右，重点项目5-8万/项，面上项目3-5万/项，研究期限1-1.5年，重点项目发表不少于2篇高水平论文，面上项目发表不少于1篇高水平论文；对完成质量高或发展前景好的课题可滚动支持。
三、申请条件
1、课题申请范围与本次发布的开放基金课题指南资助方向一致。
2、申请人具有副高级（含）以上专业技术职称或已获得博士学位，在相关领域有较好的研究积累。
3、申请人所在单位具有良好的研究条件。
4、遵照《研究所实验室开放课题管理办法》，课题执行过程中须服从实验室管理。
四、申报评审程序
1、申请者认真如实填报《广东省现代表面工程技术重点实验室开放基金课题申请书》（见附件1），经所在单位学术主管部门签署意见，加盖公章后，将申请书（纸质版）一式贰份，报送至广东省科学院新材料研究所，电子版发送到指定联系人邮箱。
2、实验室秘书接收申请书后，进行形式审查，合格后组织学术委员会评审，择优资助。
3、开放基金课题申请书经评审通过后，以邮件形式通知课题申请人。
4、与获批准者签订课题合同书，课题合同书内容与申请书保持一致，但可参考专家评审意见进行适当修改。
五、课题成果发表形式
广东省现代表面工程技术重点实验室开放课题资助的研究成果，须以实验室和研究所作为主要完成单位，申报书中成果完成单位的排序将作为课题资助的重要依据。本实验室和研究所的中英文名称分别为：广东省现代表面工程技术重点实验室（Guangdong Provincial Key Laboratory of Modern Surface Engineering Technology），广东省科学院新材料研究所（Institute of New Materials, Guangdong Academy of Sciences）。未尽事宜参照《研究所实验室开放课题管理办法》执行。
六、申请受理时间
申报材料受理时间截止2021年7月25日（以邮戳为准），纸质版邮寄一式贰份（加盖申请单位公章），电子版通过电子邮件发送。
七、联系方式
地 址：广东省广州市天河区长兴路363号广东省科学院新材料研究所
邮政编码：510651
联 系 人：张程
联系电话：020-61086652
电子信箱：zhangcheng@gdinm.com
广东省现代表面工程技术重点实验室
2021年7月5日
