高品质金属材料是先进装备制造业发展的基础。我国在高品质金属材料生产技术上仍落后于发达国家，高端装备制造水平还不能很好地满足国家需要。进一步提升金属材料品质既是我国发展航空、航天、高端装备的迫切需求，也是世界冶金技术发展的主要方向。

　　控制金属材料品质的核心冶金过程之一是相变过程，而常规的控温和电磁搅拌等手段只能在一定范围内实现对冶金相变过程的控制，迫切需要拓展新的方法和途径以实现效果更好的控制过程。新近发现的磁致过冷、热电磁效应、电流及电磁振动细晶、磁致塑性等效应为电磁场控制冶金相变过程开辟了新的途径。开展电磁场影响金属凝固温度、热电磁力和热电磁对流影响金属凝固组织、电磁场影响金属材料中扩散和位错迁移等方面的研究，揭示其机制并建立相关的模型，进而开发电磁场控制冶金相变的新技术，以进一步提升金属材料的品质，已成为冶金研究领域的新方向。

　　一、科学目标

　　阐明电磁场影响金属材料凝固温度点变化本质和内在机制及其对金属材料形核影响规律；在深入认识和掌握热电磁力和热电磁对流生成机制及其对凝固组织和偏析影响机理的基础上，建立热、电、磁、力协同作用下凝固组织和偏析演变模型；提出电磁场与温度场等协同控制凝固组织和偏析，以及电磁场控制应力作用下固态相变制备织构材料等技术原理；为提高我国高品质金属材料的生产水平提供理论和技术基础。

　　二、研究内容

　　（一）电磁场下相变形核机理。

　　研究电磁场下合金材料的凝固过冷行为和电磁场对材料过冷度的影响规律；研究电磁场对界面能的影响规律和电磁场下微结构演化规律，建立合金界面能与电磁场强度间的关系；研究电磁场下液-固、固-固、气-固转变形核机制，建立电磁场下凝固结晶分子动力学模型。

　　（二）电磁场下冶金相变动力学。

　　研究电磁场作用下原子扩散规律，并揭示其微观机制和建立基本模型；研究电磁场作用下相变过程位错和晶界生成和运动行为，建立电磁场与位错运动等的关系；研究电磁场下冶金相变速率变化规律、晶体长大行为及形貌演变、溶质分布规律，建立电磁场下晶体生长基本模型。提出电磁场下凝固组织和偏析控制方法和原理。

　　（三）热、电、磁、应力协同作用下相变界面行为与组织形态演变规律。

　　研究热、电、磁协同作用下凝固多尺度流动与溶质传输规律，及其对凝固枝晶形态等的影响规律并建立相应模型；研究热、电、磁协同作用下两相区及凝固组织演化规律；建立凝固两相区、晶粒组织和偏析变化模型；研究电磁场和应力共同作用时固-固转变界面行为及组织演化规律并建立相应模型。提出电磁场控制金属材料组织的新技术原理。

　　三、申请注意事项

　　（一）申请书的附注说明选择“电磁场作用下的冶金相变机理” ，申请代码1选择E0418（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。

　　（二）申请人申请的直接费用预算不得超过1500万元/项（含1500万元/项）。

　　（三）本项目由工程与材料科学部负责受理。