《层状电磁复合材料的界面结构与力学行为》重大项目指南.doc

附件 1： “层状电磁复合材料的界面结构与力学行为” 重大项目指南 电磁功能材料由于具备力电/力磁转换功能、快速的响应速 度等优点，广泛应用于各种功能元器件，在能源、新材料、制造 业、信息产业、人口与健康、国防等重点发展领域发挥着关键作 用，对高新技术的发展及新产业的形成具有重要的意义。为获得 更高的灵敏度、更快的响应速度、更大的致动位移、更高的存储 量，以及器件微型化的需要，目前国际上发展趋势是将电磁功能 材料制备成层状复合材料。为此，需要着重研究的科学问题是： 如何发展和利用界面结构、应变失配、尺度效应、非线性响应等 理论和方法以及用于设计高性能的层状电磁复合材料，在力电磁 场及上述多个复杂因素作用下层状电磁复合材料的性能劣化与 断裂破坏失效等可靠性问题。从力学与材料等多学科交叉层面， 深入研究其中的共性科学问题，有望取得原创性突破，以实现对 层状电磁复合材料与结构的多功能一体化设计、对力电磁耦合性 能进行优化和对破坏失效可靠性进行评价，为高性能层状电磁复 合材料及结构的设计、制造、使用和检测等提供理论指导和方法， 更好地支撑国家相关领域的核心技术发展。 一、科学目标 针对层状电磁复合材料与结构，发展界面/应变工程调制原 理，设计新的界面结构，制备出高性能的新材料，发展多轴多场 动静态测试技术与表征方法，建立含界面尺度效应的多场耦合本 构关系和失效准则，建立能够描述其波动和振动特性的多模态耦 合动力学理论；利用所建立的本构关系、失效准则等力学评估手 段和指标来进一步指导层状电磁复合材料的设计探索，从而改善 材料/结构的性能，提高其可靠性。通过力学与材料领域的交叉 研究，从材料制备等方面来检验与实现力学提出的思想、理论和 方法，由此推动该领域电磁功能材料的研究、应用与发展。 二、研究内容 （一）层状电磁复合材料的本构关系、界面结构设计与测试 技术方法。 研究层状电磁复合材料的制备与表征方法，发展多场、多轴、 动静态加载测试技术，建立含界面效应和尺度效应的本构关系， 发展层状电磁复合材料的界面结构优化设计理论。 （二）层状电磁复合材料的结构波动与振动特性。 研究电磁复合材料多模态体波、表/界面波的传播规律及层 状电磁复合结构的自由/强迫振动响应，探索电磁参数的频率依 赖性与结构动力学设计方法。 （三）层状电磁复合材料的失效机理与断裂准则。 研究层状电磁复合材料性能劣化和破坏失效机理，探索电磁 致疲劳裂纹扩展规律，建立界面结构断裂准则，发展层状电磁复 合材料的可靠性设计方法。 三、资助年限 4 年 （2011 年 1 月至 2014 年 12 月） 四、资助经费 1000 万元 五、申请注意事项 1. 申请书的资助类别选择“重大项目”，亚类说明选择 “项目申请书”或“课题申请书”，附注说明选择“层状电磁复 合材料的界面结构与力学行为”（以上选择不准确或未选择的项 目申请将不予受理）。 2.“项目申请书”中的“主要参与者”只填写各课题“申 请人”相关信息；“签字和盖章页”中“依托单位公章”盖“项 目申请人”所属依托单位公章，“合作研究单位公章”盖“课题 申请人”所属依托单位公章。 3.“课题申请书”中的“主要参与者”包括课题所有主要 成员相关信息；“签字和盖章页”中“依托单位公章”盖“课题 申请人”所属依托单位公章，“合作研究单位公章”盖合作研究 单位的法人单位公章。 4.“项目申请书”和“课题申请书”应当通过各自的依托 单位提交。 5. 项目承担单位数合计不超过 5 个。 6. 本项目由数理科学部和工程与材料科学部联合提出，由 数理科学部负责受理。