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先进耐火材料全国重点实验室(上海)

先进耐火材料全国重点实验室是由宝武中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司、上海大学和武汉科技大学联合组建。先进耐火材料全国重点实验室(上海)将借助上海市人才、产业优势,发挥上海大学钢铁冶金及材料科学与工程学科优势,紧密对接国家战略和上海市发展需求,聚焦前沿高温科技领域,开展先进耐火材料研究,解决高温技术领域发展的卡脖子难题,促进产学研深度融合,为高端装备及国防等产业发展注入强劲动能,助力上海科创中心建设。

一、组建目标

实验室定位耐火材料应用基础研究,拟建立先进耐火材料数智化设计、绿色制备、多因素耦合表征与评价的科学基础;破解材料精准设计与多目标协同提升、低碳制备、服役评价与预测等重大科技难题,构建国际领先的耐火材料技术新体系;研发长寿化、结构功能一体化绿色低碳冶金用耐火材料,创制特钢洁净化冶炼、能源绿色安全发展、航天国防等系列战略保障先进耐火材料,基本实现自主可控;成为先进耐火材料高端人才聚集高地、国际领先的先进耐火材料研究中心与原创技术策源地。

二、拟解决的关键问题

实验室将围绕重要基础原材料产业、战略新兴产业、高端装备及国防等领域高温新技术实施的重大战略需求,针对先进耐火材料多相、跨尺度、非均质特点以及制约先进耐火材料创制与高温苛刻复杂环境下安全极致利用的关键问题开展研究,主要包括:关键性能甄别与表征,高温服役行为演化监测量化;非均质材料的本构关系,相制衡的服役性能协同提升基础等。

三、拟应用的重要场景

耐火材料是重要原材料、战略新兴材料、高端装备及国防等领域高温新技术实施的重要战略保障材料,不可或缺。(1)我国钢铁、有色等重要基础原材料产业,碳排放占全国约50%,关键耐火材料是低碳绿色高温冶炼技术创新的重要支撑。(2)我国富煤贫油少气,煤炭高效清洁利用、核能是国家重要能源战略,绿色化、结构功能化耐火材料是煤化工绿色发展、核工业关键技术自主可控与可持续的重要保障。(3)我国高温炉窑占工业总能耗60%,极致能效、氢氨替代及绿色高效烧结等新技术亟需结构功能化炉衬新材料体系。(4)高端装备制造如“两机”所需高品质高温合金制备、高效防隔热等,国防基础工程如超音速高温风洞、飞行器等,亟需破解关键耐火材料技术难题。

四、先进耐火材料发展面临的重大科技问题

实验室将瞄准国际科学前沿,面向“双碳”、能源保障、国防安全等国家重大战略,为保障重要基础原材料、战略新兴材料、航空航天和国防军工等重点领域的高质量发展,亟待解决如下重大科技问题:耐火材料多目标关键性能协同提升基础、耐火材料绿色低碳与高效制备技术、耐火材料多场耦合服役性能评价与失效机理及用后耐火材料化学态转化与物相重构基础等。