广东省金属强韧化技术与应用重点实验室（以下简称：实验室）成立于2015年，依托广东省科学院新材料研究所（以下简称：研究所）建设，是广东省开展金属强韧化技术集科学研究、技术攻关和成果应用的骨干平台。实验室聚焦于金属材料强韧化理论科学问题和工程化共性关键技术，围绕国民经济主战场和国家重大需求，开展以基础金属材料、金属基复合材料和粉末冶金材料为重点对象的高性能、绿色低碳、稳定制备、工程化集成研究，切实满足我省在海洋工程、高端装备、先进制造、生物医疗等重点领域行业的制造和发展需求。
实验室现有固定人员57人，其中全职中国工程院士1人，海外高层次领军人才1人，高级职称以上38人，硬件设施先进完善，设备原值超7000万元，90%的大型仪器设备实现对外开放共享。近年来，实验室深入开展金属材料强韧化技术研究与开发，先后承担国家863计划、国家“十四五”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120多项，突破多项金属强韧化制备与加工关键技术，拓展了工程化应用，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》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2024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
根据实验室的发展目标、研究方向和现有条件，实验室开放课题优先支持与下列领域相关的研究工作。
1、高性能铝合金型材强韧化机理研究
Al-Mg-Si系合金具有中高强度、易热加工成形和良好的焊接性能等特点，成为理想的铝合金结构材料。然而，随着汽车、轨道交通等装备轻量化的深入推进，对铝合金型材的强韧性提出了更高的要求。主要研究内容如下：（1）开展铝合金的微结构调控对其塑性变形行为与组织演化影响的研究，揭示晶体取向及分布对材料塑性变形能力的影响规律；（2）探明晶内、晶界第二相粒子的尺寸、形貌和分布与位错的协同作用机理，建立铝合金晶体结构与析出相协同调控模型，提高材料的变形能力，为扩大铝合金材料的应用提供理论支撑。
2、镁基轻质高熵合金的设计与制备技术研究
高熵合金除具有优异的常规力学性能，还具有耐高温、耐腐蚀、耐辐照和耐摩擦等优异的综合性能而展示出巨大的应用潜力。轻质高熵合金旨在利用较低密度的合金元素如Al、Ti、Mg、Li等，在制备出具有同样甚至更高性能的高熵合金的同时，实现合金的轻量化。为了进一步降低高熵合金的密度，实现轻质高熵合金在各行业的应用，在高熵合金设计和制备当中添加镁元素被证明是切实可行的。含镁高熵合金较之过渡族金属高熵合金密度更低、且综合性能优异。设计并发展含镁轻质高熵合金，研究其形成机理具有十分重要的意义。主要研究内容如下：（1）从热力学和第一性原理的角度设计合金成分，采用高通量计算手段，通过对高熵合金的结构稳定性以及性能进行预测。（2）探索镁基高熵合金材料高效制备新技术，研究微观结构、变形工艺参数以及合金化元素对合金变形行为的影响。（3）研究轻质高熵镁合金板材的强韧化机制。探明滑移系、孪晶和剪切带在合金变形时的相互作用关系，建立合金成分-热物参数-微观结构-工艺-性能之间的关联关系。
3、无铌高耐热性钛铝合金高温力学行为及断裂失效机制研究
钛铝合金因其具有高弹性模量、高韧性、低密度以及良好的高温强度、抗蠕变和抗氧化等优点，已经成为目前最具发展潜力的结构减重类高温合金之一。尤其在航空发动机及大功率柴油机增压器涡轮方面，具有明显的技术竞争优势。钛铝合金服役过程中会受到复杂载荷及氧化作用而导致的高温失效是扩大该类材料应用亟待解决的问题。本课题以一种新型无铌全层片结构耐热钛铝合金为研究对象，提出基于跨尺度理论分析和多尺度数值模拟创新方法研究复杂载荷及氧化作用条件下钛铝合金高温力学行为及断裂失效机制。主要研究内容如下：1）建立不同外场条件下钛铝合金的本构关系模型、动态材料模型、氧化动力学模型、有限元仿真模型和失效判据模型；2）揭示不同外场条件对下钛铝合金的失效应变、流变应力、绝热剪切敏感性的影响以及外场条件与合金失效行为、变形氧化机理、失效机制的内在联系；3）构建同时考虑表面氧化和基体组织退化作用下合金失效机制图及失效预测准则，表征合金高温变形、氧化行为与失效行为的形成关系，建立高温失效预测机制。为推动其复杂载荷及氧化作用的失效预测提供重要的科学理论依据。
4、耐磨锰钢轻量化设计及其冲击磨损损伤机理研究
铸造耐磨钢铁材料被广泛应用于矿山冶金、能源交通、工程机械等领域关键构件中，国内每年需求量达500万吨以上，并以9~15%的速率增长。高锰钢因具有优异的加工硬化能力和冲击韧性，逐渐成为应用最为广泛的耐磨材料之一。随着传统耐磨构件的应用严苛化、规模大型化、运转节能化，同时，“碳达峰”、“碳中和”已逐渐成为社会共识，高锰钢也朝着更耐磨、更轻质、更绿色低碳的方向发展，面临诸多挑战。主要研究内容如下：1）轻质锰钢的成分优化；2）探索基于固溶-时效热处理的轻质锰钢的组织演变规律；3）分析基于固溶-时效热处理的轻质锰钢的力学性能演化规律，阐明其强韧化机理；4）研究轻质锰钢在严苛冲击作用下的磨损损伤行为，阐明其加工硬化及冲击磨损机制。
5、高速干式切削刀具用WC-AlCoCrFeNi硬质合金的高温磨损机理研究
随着高速干式切削技术的快速发展和难切削材料的广泛应用，切削刀具的严重磨损成为制约高速干式切削技术的关键。硬质合金在高温下的严重氧化是导致切削刀具耐磨性变差的主要因素。用AlCoCrFeNi高熵合金黏结剂取代Co黏结剂可明显改善硬质合金的抗氧化性能和高温耐磨性，为优化硬质合金高速干式切削刀具的切削性能和使用寿命奠定基础。主要研究内容如下：1）探究放电等离子体烧结工艺和黏结剂含量对WC-AlCoCrFeNi硬质合金组织结构和力学性能的影响规律；2）考察WC-AlCoCrFeNi硬质合金在不同温度下的氧化行为及氧化机理；3）揭示温度对WC-AlCoCrFeNi硬质合金高温摩擦磨损性能的影响规律，探讨其高温磨损机理。最终揭示成分、制备工艺和摩擦条件对WC-AlCoCrFeNi硬质合金高温耐磨性的影响规律，并探讨其微观机制。
6、(Ti,M)C硬质合金的合成制备及其强韧性研究
TiC性能优异，具有高强度、高硬度、良好的耐磨性和热稳定性，且与奥氏体晶体结构具有良好的结合度，在增强铁基复合材料性能方面具有巨大的选材潜力，然而TiC固有的韧性差问题限制其广泛应用。主要研究内容如下： 1）以掺杂元素（M=Fe、V、W）含量调控设计为变量，通过原位合成实现多体系(Ti,M)C复相碳化物的制备，同步剖析其反应路径和组织演化；2）揭示掺杂元素（M=Fe、V、W）对原位合成(Ti,M)C复相碳化物组织结构和力学性能的关联作用，建立基于掺杂元素调控的(Ti,M)C复相碳化物设计方法。
7、Fe-Cr-B铸钢热浸镀铝镀层耐氯化物熔盐腐蚀机理研究
聚光太阳能发电（CSP）是一种绿色、零碳的可再生能源，常采用熔盐作为其传、储热介质，而氯化物熔盐被公认为是下一代CSP系统最有前景的传、储热介质。但氯化物熔盐极易侵蚀与之接触的金属熔池、管道等部件，进而缩短了其服役寿命。热浸镀铝是一种优异的防腐方法，Fe-Cr-B铸钢热浸镀铝时会在固液界面上生成周期性层片结构（PLS），然而该PLS镀层在熔盐中的腐蚀行为还不得而知。重点研究内容如下：1）利用氯化物（如NaCl等）熔盐浸泡实验，研究PLS镀层耐氯化物熔盐腐蚀性能，揭示PLS特殊的层片结构及其界面工程在氯化物熔盐中的腐蚀失效机理；2）探索ZnCl2等氯化物熔盐对PLS镀层在NaCl熔盐中腐蚀行为的影响及机理，阐明ZnCl2等熔盐与PLS镀层的相互作用规律；3）探索ZnO等氧化物对PLS镀层在NaCl等熔盐中腐蚀行为的影响及其机理。
8、不同固体界面间夹杂体诱发界面破坏机理研究
两种或两种以上不同固体的结合是改善材料和结构机械性能的主要工程技术之一，也是许多应用基础研究的主题。结合强度主要取决于界面附近或界面内是否存在缺陷，孔洞、裂纹、界面夹杂等典型缺陷会降低界面结合强度，然而当前对界面夹杂的理论分析还不够充分。主要研究内容如下：（1）建立分析界面夹杂应力分析的夹杂力学方法，主要讨论各类不规则细长界面夹杂对界面应力分布的影响；（2）对于韧性基体材料，研究界面夹杂应力集中诱发的区域塑性变形，主要讨论应力集中诱发的位错形成和发射机理；（3）对于脆性基体材料，研究界面夹杂应力集中诱发的脆性断裂机理，主要讨论应力集中区域诱发微裂纹形成扩展机理。
9、基于磁性纳米颗粒的软磁复合材料界面结构演化及对电磁性能的影响
铁基纳米晶软磁复合材料是呈现高磁导率、低矫顽力和低损耗等优良磁学特性，是完美匹配适用于第三代宽禁带半导体的高频软磁材料。然而，现有包覆技术通过引入大量非磁性绝缘介质而产生磁稀释效应，并且常规热处理加速低耐热性的绝缘层分解，导致高频性能差。针对低耐热绝缘介质制备纳米晶软磁复合材料高频性能差的问题，主要研究内容如下：研究超顺磁性纳米颗粒的成分、尺寸、形貌对磁粉芯微观结构和磁性能的影响，探讨界面反应过程中磁性纳米颗粒生长机制与颗粒-绝缘介质间的相互作用及微观机制；（2）研究热等静压对非晶合金的晶化微观结构及磁性能的影响规律，澄清微观结构与磁性能之间的关联机制；（3）在深入研究微观结构演变与磁性能关系的基础上，理解热等静压诱导复合材料的晶化机制、磁化机制以及高频损耗机制。
10、基于金属熔滴多场耦合凝固控制下的NiTi合金3D打印专用粉末多尺度制备技术
高性能金属粉末制备技术是制约金属材料增材制造领域的关键技术瓶颈之一，是保证增材制造零件质量可靠性、稳定性、同一性的重要因素。目前，NiTi形状记忆合金因其具有特殊的功能性而被认为是可应用于3D打印和4D打印技术的重要备选材料。然而，NiTi合金在粉末制备过程中关键技术指标（如：球形度、氧氮含量、粉末粒径等）难以控制，粒径小于53μm的细粉收得率较低。主要研究内容如下：（1）建立该合金气雾化制粉过程工艺-粉末物理性能-粒径尺度模型，突破了粉末粒径峰值区间的可调控性技术；（2）揭示气雾化制粉过程金属熔滴运动过程与凝固动力学规律；（3）实现该类型合金EIGA法粉末制备多级气雾化柔性控制下的粉末多尺度制备。
二、资助额度、周期，成果要求
择优支持开放课题10项，资助金额一次核定，分年度下拨。
资助金额采用非限额制，实际资助额度依项目具体研究内容和情况而定，项目资助金额3~4万元/项，执行期限1年。
要求发表不少于1篇论文，优先支持高水平论文发表项目；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《实验室开放课题申请书》（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
本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第一作者单位或通讯作者单位，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：广东省金属强韧化技术与应用重点实验室（Guangdong Provincial Key Laboratory of Metal Toughening Technology and Application），广东省科学院新材料研究所（Institute of New Materials, Guangdong Academy of Sciences）；并加注“广东省学科类重点实验室评估专项资助”字样及项目编号（2023B1212060043），英文标注“Acknowledgements Evaluation Project of Guangdong Provincial Key Laboratory(2023B1212060043)。在成果鉴定和申报各类奖励时也必须做出同样的标注。未尽事宜参照《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2024年5月30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
联 系 人：林颖菲
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
联系电话：020-87716039、18578784798
电子信箱：linyingfei@gdinm.com
附件1：《实验室开放基金课题申请书》
附件2：《研究所实验室开放课题管理办法》
