项目名称：高代次镍基单晶叶片复杂熔铸过程界面传质/传热机理与精确调控

负责人简介：

侯新梅，教授、博士生导师，主要从事关键金属制备用关键辅材研发及制备的教学和科研工作。北京科技大学碳中和研究院副院长，兼任Ceramic International副主编和多个国内外期刊编委。主持“十四五”国家重点研发计划、国家自然科学基金杰出青年科学基金等省部级及以上课题30余项。第一/通讯作者发表论文220余篇，主编/参编中英文专著3部；授权国家发明专利30余项，登记计算机软件著作权5项；已主持制定团体标准1项，参与修订国家标准5项；获省部级科技奖励和学术荣誉7项；培养学生获得研究生十佳学术之星6人次、校长奖章2人次、博新计划2人次、青年托举1人次等荣誉。

项目简介：

高代次镍基单晶涡轮叶片（单晶叶片）是未来先进航空发动机不可或缺的关键部件，型壳是单晶叶片制备成型的重要保障，对叶片的表面质量和性能起着关键作用。由于高代次单晶合金苛刻的熔铸条件和活性元素含量的增多，现有型壳因界面稳定性不足易导致叶片表面缺陷超标，成为高代次单晶叶片实现工程化应用的主要瓶颈之一。本项目拟选取第三代单晶合金开展典型熔铸工序实验，针对典型型壳材料原位开展多因素耦合条件下界面交互作用实验，理论计算结合数值模拟多尺度揭示型壳/合金界面传质/传热机理；采用白箱机器学习方法融合物理模型实现型壳服役可靠性的准确评价；开发高稳定性耐火材料的组分和微结构，制备实验和综合性能表征确定高性能型壳制备工艺路线；在工业单晶炉中进行第三代单晶叶片典型熔铸实验协同熔铸工艺参数匹配，实现型壳/合金界面的精准调控和型壳性能迭代提升。通过本项目研究，为加速高代次单晶叶片工程化应用提供材料保障和技术支撑。