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1、 1 附件 1“制造基础技术与关键部件”重点专项2020 年度项目申报指南为落实国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）国家创新驱动发展战略纲要和中国制造 2025等规划，国家重点研发计划启动实施“制造基础技术与关键部件”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，编制2020 年度项目指南。本重点专项总体目标是：以高速精密重载智能轴承、高端液压与密封件、高性能齿轮传动及系统、先进传感器、高端仪器仪表以及先进铸造、清洁热处理、表面工程、清洁切削等基础工艺为重点，着力开展基础前沿技术研究，突破一批行业共性关键技术，提升基础保障能力。加强基础数据库、工业性验证平台、核心技术标准研究，为提
2、升关键部件和基础工艺的技术水平奠定坚实基础。通过本专项的实施，进一步夯实制造技术基础，掌握关键基础件、基础制造工艺、先进传感器和高端仪器仪表的核心技术，提高基础制造技术和关键部件行业的自主创新能力；大幅度提高交通、航空航天、数控机床、盾构设备、农业机械、重型矿山设备、新能源装备等重点领域和重大成套装备自主配套能力，强有力地支撑制造业转型升级。2 本重点专项按照产业链部署创新链的要求，从基础前沿技术、共性关键技术、示范应用三个层面，围绕关键基础件、基础制造工艺、先进传感器、高端仪器仪表和基础技术保障五个方向部署实施。专项实施周期为5 年（20182022 年）。2020 年指南在五个方向，按照基
3、础前沿技术类、共性关键技术类和示范应用类，拟启动33 个项目，安排国拨经费总概算约5亿元。为充分调动社会资源投入制造基础技术与关键部件的技术创新，在配套经费方面，共性关键技术类项目，配套经费与国拨经费比例不低于1:1；示范应用类项目，配套经费与国拨经费比例不低于 2:1。鼓励产学研团队联合申报，要求由企业牵头申报的项目已在考核指标后明确。项目统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向申报。每个研究方向拟支持项目数为12 项，实施周期不超过3 年。申报项目的研究内容必须涵盖二级标题下指南所列的全部研究内容和考核指标。基础研究类项目，每个项目下设课题数不超过4 个，项目参研单位不超过6 个；共性关键
4、技术类和示范应用类项目下设课题数不超过 5 个，项目参研单位不超过10 个。项目设 1 名项目负责人，项目中每个课题设1 名课题负责人。指南中“拟支持数为12 项”是指：在同一研究方向下，当出现申报项目评审结果前两位评价相近、技术路线明显不同的情况时，可同时支持这 2 个项目。2 个项目将采取分两个阶段支持的方式。第一阶段完成后将对2 个项目执行情况进行评估，根据评 3 估结果确定后续支持方式。1.基础研究类1.1先进轮毂电机轴承单元设计理论与方法研究内容：研究同步轮毂电机轴承单元设计理论与方法；研究轮毂电机动态载荷传递路径及轴承动静刚度服役性能演变特性；研究轴承单元表面润滑增效与表面创成设计
5、方法；研究轴承单元主动散热系统及热管理方法；研究轴承单元可靠性设计及性能评价。考核指标：开发轴承单元设计方法及软件1 套，研制轴承原理样机，研制轮毂电机轴承单元原理样机1台，最大扭矩 800Nm，平均温度 100；轴承单元设计寿命1105km，运行过程轴承打滑条件下的摩擦系数降低20%以上，开展动力热循环耐久性、机械冲击和振动等相关耐久性试验；申请发明专利3 项。1.2MEMS 高能量密度电池前沿技术研究内容：研究硅基MEMS 薄膜锂离子电池的电化学力热多场模型和多层膜材料参数在线提取方法；研究电极与电解质界面原位表征方法和低阻抗、高稳定界面构筑技术；研究高性能电池材料、结构、制备工艺与高可靠
6、性封装技术；研制出硅基MEMS薄膜锂离子电池原型，在工业现场无线传感网节点试验验证。考核指标：多层膜材料参数在线提取结果与实验结果对比误差 15%；电池尺寸 2mm 2mm，能量密度 2mWh/cm2；循环稳定性 5000 次100%放电；工作温度-40300；申请发明 4 专利 3 项。1.3光学元件亚表面缺陷原位测量基础理论与方法研究内容：研究光学元件亚表面缺陷非接触无辐射原位显微测量原理与方法，缺陷测量误差与不确定度评估方法；突破亚表面层叠缺陷分离与定位、缺陷深度定位非线性补偿及动态校正、亚表面损伤评估等关键技术；研制光学元件亚表面缺陷原位测量样机，开展应用验证。考核指标：可测最大面尺寸
7、 1000mm 1000mm，横向分辨力150nm，深度定位精度 1m，最大检测深度 100m；缺陷检测识别率 90%；申请发明专利 5 项。2.共性关键技术类2.1高刚度超精密静压轴承关键技术研究内容：研究静压轴承精准流固耦合与润滑技术；研究高刚度超精密静压轴承结构创新与轴承设计方法；研究高性能静压轴承关键性能测试技术；研究静压轴承支承精密运动部件系统集成方法与性能调控；原理样机在超精密数控机床、精密实验仪器或空间模拟器等高端装备中应用验证。考核指标：研制出高刚度超精密静压轴承原理样机及其回转精度、工作刚度测试装置，轴承回转精度0.05m，测量误差0.01m，工作刚度 150N/m，测量误差
8、 10N/m；不同场景样机3 台；申请发明专利数 3 项，制定技术规范 2 项。有关说明：由企业牵头申报。5 2.2高端轴承状态监测与健康管理技术研究内容：研究轴承监测大数据完备获取与质量保障技术；研究多源信息融合与运行状态动态监测技术；研究轴承故障信息智能表征与多故障模式深度识别技术；研究数模驱动的轴承服役寿命预测与性能评估技术；研发轴承故障诊断系统；在数控机床、风电、水电、轨道交通等至少2 个典型行业中应用验证。考核指标：开发轴承远程监控软件1 套，具备轴承状态监测指标不低于 10 个，具有早期故障预警、智能故障诊断、故障趋势预测、维修决策支持、动态备件管理等功能；软件对于轴承早期故障监测
9、的漏报率和误报率10%，典型故障确诊率 95%。有关说明：由企业牵头申报。2.3高性能电机绝缘轴承技术研究内容：研究高性能电机绝缘轴承优化设计方法；研究轴承疲劳磨损与轴电流损伤交互作用机制，以及性能退化损伤机理；研究微米级精度的高密度绝缘涂层技术；研究镀膜工艺、带绝缘涂层轴承套圈加工技术；研究轴承绝缘性能及寿命试验验证技术，开发相关试验装备；研究成果在轨道交通或风力发电机上等应用验证。考核指标：轴承精度达到P5 级；交流极限耐压值：50Hz，2000V；涂层最大冲击功 5.4J，工作温度范围：-40+150；试验装备满足 50mm100mm 内径轴承测试要求；轴承试验技术规范3 项，申请发明专
10、利 3 项。6 有关说明：由企业牵头申报。2.4高温高压石化承压密封件性能检测评价关键技术研究内容：针对高温、高压苛刻环境，研究密封性能演化机制及泄漏模型；研究密封件特征参量表征、性能检测及评价方法；研究典型密封件加速试验方法及寿命预测技术；研制密封件综合性能测试装置。考核指标：研制出密封件综合性能检测装置，最高工作温度900，最高工作压力 20MPa，具备测试热态机械性能、密封性能、吹出性能等；密封件特征参数数据库涵盖密封件类型10种；申请发明专利 3 项，制定标准 2 项。有关说明：由企业牵头申报。2.5高线速度轻量化齿轮传动系统关键技术研究内容：研究高线速度齿轮传动系统动力学优化技术；研
11、究传动系统正向设计方法、齿轮齿面高性能复合修形方法；研究传动系统油气混合润滑特性与强制润滑技术；研究高强度齿轮材料改性与表面强化技术；研究齿轮箱轻量化关键技术，在航空领域或透平机等重大技术装备应用验证。考核指标：研制轻量化高速齿轮传动系统，形成设计软件1套，重量较原有系统减轻5%以上，强度较原有系统提升10%以上，高线速度 110m/s，单级传动效率 98.5%；申请发明专利 2 项，制定技术标准或规范 2 项。有关说明：由企业牵头申报。7 2.6高性能小模数齿轮传动设计制造关键技术研究内容：研究高性能小模数齿轮传动系统正向设计及减振降噪关键技术；研究小模数齿轮高效精密加工工艺；研究粉末冶金齿
12、轮模具设计制造关键技术；研究小模数齿轮检测关键技术；研究小模数齿轮疲劳试验和评价技术，建立小模数齿轮材料疲劳强度基础数据库；在通信、机器人或其他装备中开展应用验证。考核指标：开发小模数齿轮（模数1mm）传动系统设计分析软件 1 套，传动类型 3 种；齿轮成型精度不低于国标7 级；申请发明专利 2 项，制定技术标准或规范2 项。有关说明：由企业牵头申报。2.7大型钛合金复杂结构件精密铸造技术研究内容：研究大体积、高纯、高均质钛合金锭的真空感应熔炼控制技术；研究大型钛合金构件熔模精密铸造技术、缺陷形成机理与性能调控方法；研究铸造过程高精度有限元模拟与缺陷和变形预测技术；研究短流程绿色精密铸造技术；
13、在航空航天或航海等领域应用验证。考核指标：典型钛合金薄壁铸造件轮廓尺寸2000mm，70%区域的壁厚 3mm，壁厚公差 0.5mm；变形量 1.5mm/1000mm，关键尺寸精度 CT6 级；表面粗糙度 Ra3.2 m；内部冶金质量达到 GJB2896A-2007I 类 B 级；抗拉强度 900MPa，延伸率 8%；铸锭主元素同锭差 0.3%（wt%）；申请发明专利 2 项。有关说明：由企业牵头申报。8 2.8基础制造热加工工艺数据库研究内容：研究铸造、锻压、焊接、热处理等多种加工工艺数据获取方法，建立热加工材料工艺组织性能多维度数据信息平台，形成高效工艺采集、管理系统；研发智能化全过程宏微观
14、数值模拟与组织性能预测仿真平台，采集、整合工艺设计及计算数据，提供工艺设计数据分析及优化方案；建立基础制造工艺技术数据库，开发基于云服务数据共享平台。考核指标：仿真平台1 套；工艺技术数据系统1 套，数据库的数据子集 60 个，数据量 100 万条；云服务数据共享平台在机械、汽车或航空等领域应用验证，其中1 个行业覆盖不少于2种制造工艺。有关说明：由企业牵头申报。2.9大面积柔性衬底微纳传感器关键技术研究内容：研究大面积柔性衬底设计和控调方法；研究有机柔性衬底功能结构图案化工艺，研究衬底上多种金属和介质薄膜一体化微纳集成制造；研究金属基柔性衬底成型技术，金属复合柔性衬底与敏感单元异质集成技术；
15、研制高性能柔性应变、温度和加速度传感器，并在重大技术装备、工业机器人或轴承状态监测应用验证。考核指标：柔性衬底直径100mm；金属复合柔性衬底弯曲曲率半径 20mm，热膨胀各向异性比13 可调；有机柔性衬底厚度不均匀性 2%，图案分辨率优于50nm，弯折可靠性 106次；9 应变灵敏度 1.5mV/V，温度测量误差 1.5%FS，加速度灵敏度100mV/g；申请发明专利 3 项。有关说明：由企业牵头申报。2.10硅基气体敏感薄膜兼容制造关键技术及平台研究内容：研究硅基 MEMS 气体传感器纳米敏感材料与微加热板的集成工艺；研究薄膜材料热学特性测试技术；研究低功耗、阵列传感器单元加工技术；研究晶
16、圆级传感器芯片封装测试技术；研究气体传感器设计、制造、封装等关键技术，实现应用验证。考核指标：圆片直径 150mm；传感器持续工作功耗 30mW；在室温环境、1 标准大气压及空气背景下的气体传感器检测下限：硫化氢20ppb，甲醛70ppb，氢气50ppm；申请发明专利 3 项。有关说明：由企业牵头申报。2.11硅基 MEMS 压电薄膜关键技术研究内容：研究高声速高压电系数的掺杂工艺；研究压电薄膜制备工艺和薄膜参数测试技术；研究压电薄膜器件设计及制造技术；研制硅基MEMS 压电薄膜射频谐振器（FBAR）、滤波器、超声换能器，实现应用验证。考核指标：压电薄膜厚度至少可达2m，厚度误差 0.2%（1），薄膜应力 150MPa；谐振器优值（kt2Q）200；滤波器带宽 4%中心频率，插入损耗2.0dB；超声换能器谐振频率10MHz，灵敏度 10 V/Pa；申请发明专利 3 项，制定规范或标准3 项。10 有关说明：由企业牵头申报。2.12工业微纳传感器可靠性关键技术及平台研究内容：研究微纳传感器芯片及封装材料和结构的力学、热学及力电耦合特性等原位测试技术；研究材料特性、工艺参数和器件结构对微纳
