自然科学基金申请书正文报告撰写提纲1.面上工程正文报告撰写提纲面上工程的申请应有重要的科学意义，瞄准国际科技发展前沿，在国家需求引导下的科学家自由探索。
申请的工程理论依据充分，学术思想新颖，创新性强，通过研究可获得新的科学发现获取的重要进展。
面上工程，包括自由申请工程、青年科学基金工程、地区科学基金工程,申请者可自由选题。
b5E2RGbCAP自由申请工程，采取非定向申请。
申请者可根据国家自然科学基金委每年发布《国家自然科学基金工程指南》，提出资助的主要范围、鼓励研究领域提出申请；青年科学基金工程是促进青年科技工作者的成长，培养和造就具有发展潜力的优秀青年人才；地区科学基金工程，是加强对边远地区、少数民族地区等科学研究基础薄弱地区研究工作的支持，重点鼓励和资助申请者结合当地资源和自然条件特点提出的研究工程。
p1EanqFDPw 所有申请书均由简表<规范格式）及主体内容即正文报告<自由格式）两部分构成。
简表：计算机录入专用表格，请在指定的位置选择并按要求输入正确信息。
填写必须准确清楚，单位名称以单位公章全称填写。
代码必须使用国家自然科学基金委员会当年发布的《申请工程分类目录及代码》中所列的代码。
DXDiTa9E3d二、正文报告：要求分栏目撰写，条目清晰，标题突出，以下内容中斜体字部分撰写后应删除。
Mg/Al异种活性金属焊接区微观结构与性能的相关性研究正文报告提纲<一）立项依据与研究内容<4000~8000字）：1. 工程的立项依据<研究意义、国内外研究现状及分析。
基础研究需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；应用研究需结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。
）<附主要的参考文献目录）。
RTCrpUDGiT1、工程的立项依据(1> 立项意义活性轻金属镁<Mg）、铝<Al）及其合金是航空航天、电子、能源等高新技术领域中广泛应用的金属，其中镁是近年来国家重点发展的新材料之一[1-3]。
减轻重量、缩小体积一直是航空发动机和飞机结构设计追求的目标。
近年来，北美、欧洲和日本等发达国家加大投入进行Mg基轻质材料的开发与应用研究，Mg合金应用和重点研究从航空、军工等领域扩展到民用高附加值产业<如汽车、计算机和通讯等）[1]，特别是近年来由于节能和环境保护的要求，汽车将成为Mg合金应用的重要领域。
我国是世界上镁资源最丰富的国家之一，但对镁合金的研究与应用还处于起步阶段。
5PCzVD7HxAMg合金有许多独特的优点，如质轻、比强度高、抗冲击等。
镁合金研究与推广应用的关键之一是镁与异种金属的焊接问题[4]。
针对计算机、通讯和航空材料特殊性能的要求，将Mg和Al连接形成复合结构可以发挥两种金属不同的性能。
实现Mg/Al异种活性金属的可靠连接，获得性能优良的焊接接头，能大大提高航空航天领域对结构件性能的要求，具有重要的理论意义和实际应用价值，在未来航空结构等领域有广阔的应用前景。
jLBHrnAILgMg/Al异种活性金属焊接的技术难度很大，采用常规的焊接方法难以获得满足使用性能要求的焊接接头。
Mg/Al异种活性金属焊接的难度主要在于：xHAQX74J0X1> Mg和Al都是活性、极易氧化的金属，工件表面的氧化膜阻碍二者结合；2> Mg/Al熔焊接头晶粒粗大，焊缝和熔合区存在界面反应，易形成脆性相和强化相偏析，特别是Mg具有较大的热脆性，接头处产生的热应力易导致产生裂纹。
LDAYtRyKfEMg/Al异种活性金属的焊接是目前航空新材料研究的前沿课题，也是异种活性金属结构制造中急需解决的难题之一，具有开创性的意义。
本课题的目的是研究Mg/Al异种活性金属熔焊<电磁脉冲氩弧焊）和固相快速扩散焊接头区域微观组织结构与性能的相关性，针对Mg/Al异种活性金属熔焊接头区域的脆性相形成与控制、扩散焊界面结合强度、微观组织结构和性能、元素扩散机制等进行深入研究，揭示其内在规律性。
Zzz6ZB2Ltk 该项研究将为Mg/Al异种活性金属焊接奠定实验和理论基础，对Mg及其合金异种活性金属的焊接研究及应用有重要的推动作用。
该项研究以其独特的技术优势可应用于航空航天、电子、汽车、国防和军事装备等领域，具有重大的经济和社会效益。
dvzfvkwMI1(2> 国内外研究现状、水平和发展趋势有关镁、铝及其合金同种材料的焊接，目前主要采用电子束焊[5,6]、激光焊[7]、钨极氩弧焊[8]、扩散钎焊和搅拌摩擦焊等方法[9-11]。
但对于Mg/Al异种活性金属焊接的研究，国内外的文献极少。
由于Mg/Al异种金属采用熔焊方法时接头区域晶粒粗大，焊缝中形成脆性的Mg-Al金属间化合物，易导致产生裂纹和接头力学性能差，难以满足工程中的使用要求。
rqyn14ZNXI近年来Mg/Al异种金属的固态焊接研究<如采用搅拌摩擦焊、扩散焊等）受到各国研究者的关注[12, 13]。
搅拌摩擦焊<Friction Stir Welding，简称FSW）是一种先进的固态连接方法，具有许多独特的优点，是近几年发达国家连接技术研究的热点。
例如，美国University of Texas的A.C.Somasekharan等针对Mg与6061铝合金进行了搅拌摩擦焊实验并取得进展[12]；日本Tohoku University学者S.Sato.Yutaka等针对Al-6063与铸造Mg合金<AM50和AZ31）也进行了搅拌摩擦焊实验研究[13]；国内还没有Mg/Al搅拌摩擦焊方面的报导。
EmxvxOtOco搅拌摩擦焊在焊接Mg/Al异种活性金属中存在的问题：一是搅拌摩擦焊依靠搅拌头摩擦产生热量，使元素扩散和晶粒重新组合从而实现金属的结合，对工件定位严格，只适合于平直接头，受摩擦传热影响试板不能太厚；二是Mg、Al都是极易氧化的金属，摩擦热使Mg、Al氧化，在接头处生成的氧化膜难以排除，影响Mg/Al界面扩散结合。
SixE2yXPq5扩散焊<Diffusion Bonding）是在固态下使接触面之间的原子相互扩散实现材料连接的方法。
对于镁及其合金同种材料扩散焊的研究，日本H.Somekawa等采用加热温度300~400℃，保温时间72h，压力2~20MPa，对纯镁进行扩散焊接实验[14]，并对焊接接头力学性能进行了研究。
对于异种铝及其合金较多采用超塑性<SPF）与扩散焊的组合工艺，并已成功的应用于Ti-6Al-4V板结构[15]。
6ewMyirQFL国内外对Mg、Al活性金属的焊接研究主要是同种金属的焊接，集中于焊接区域裂纹[16]、化学不均匀性、接头区组织性能等方面[17, 18]。
大连理工大学采用活性化焊接<Activating flux-TIG，简称A-TIG）对镁合金焊接接头的组织特征进行研究，表明除了焊缝熔深比常规TIG焊增加以外，涂敷活性剂的焊缝接头的微观组织没有明显变化[8]，没有消除Mg合金熔合区附近的脆性相。
kavU42VRUs由于活性轻金属界面研究的复杂性和受测试手段的限制，对Mg/Al异种活性金属的焊接研究很少，截止目前，公开发表的文献只有几篇[12, 13, 17, 18]。
而且，现有的Mg及其合金异种金属焊接研究主要是在特定的焊接工艺条件下针对某一产品结构进行的，缺乏系统性和相互之间的内在联系。
如果能采用熔焊工艺和固相焊<如扩散焊）工艺对Mg/Al异种活性金属的焊接<包括工艺、接头区组织、性能等）进行系统研究，将大大推进Mg/Al焊接研究的进展和应用。
本项研究就是在这一指导思想下提出的。
y6v3ALoS89(3> 本课题组研究基础和选题的依据本课题组在前期的科研工作中，针对Mg、Al、Ti等活性金属，采用钨极氩弧焊、真空钎焊、扩散焊和搅拌摩擦焊等，进行了大量的实验研究并取得了经验，建立了较完备的实验基础，为Mg/Al异种活性金属的焊接研究创造了条件。
本项研究拟针对Mg/Al异种活性金属，采用电磁脉冲钨极氩弧焊<EMP-TIG）和计算机严格控制的先进的快速真空扩散焊<HS-DB），开展Mg/Al异种活性金属焊接区域微观组织结构与性能的相关性研究，解决Mg/Al异种活性金属焊接难题，对Mg及其合金以及Mg/Al复合焊接结构的研究及应用将产生推动作用。
M2ub6vSTnP本项研究将特别针对：1）熔焊条件下Mg/Al熔合区附近脆性相的形成与控制、组织与性能的相关性等进行研究；2）快速扩散焊条件下的Mg/Al界面结合强度、活性元素界面扩散机制等进行深入研究。
采用控制熔合区熔化和再结晶的电磁脉冲氩弧焊和适当的填充金属，可以消除Mg/Al熔焊焊缝或熔合区附近的脆性相，获得组织性能良好的焊接接头。
快速真空扩散焊过程中，特殊的固态焊接条件能够改变材料的常规物理冶金状态，用于Mg/Al异种活性金属可明显提高其接头性能。
0YujCfmUCw实现Mg/Al异种活性金属的焊接具有广阔的应用前景，但目前Mg/Al 异种活性金属的焊接研究刚处于起步阶段。
本课题以具有良好塑性、韧性及耐腐蚀性和在航空、电子、汽车等领域有潜在应用前景的Mg/Al新型轻质材料为研究对象，采用电磁脉冲钨极氩弧焊和快速扩散焊实现Mg/Al异种活性金属的可靠连接。
分析不同工艺参数下获得的Mg/Al焊接区域的微观相结构变化，研究快速扩散焊过程中界面固态结合机制及元素的动态扩散行为。
eUts8ZQVRd该项研究立足于学科前沿、学科交叉，揭示Mg/Al异种活性金属熔焊与固相扩散焊接头区域组织与性能内在联系的规律性，为Mg/Al异种复合结构的开发应用奠定重要的理论基础，对加速Mg/Al异种焊接结构在我国航空、电子、汽车等领域的应用具有重要的意义。
sQsAEJkW5T 参考文献曾荣昌, 柯伟, 徐永波等. Mg合金的最新发展及应用前景. 金属学报, 2001, 37 (7>: 673~685.GMsIasNXkA于彦东, 张凯锋, 蒋大鸣等. MB15超塑性镁合金扩散连接实验. 焊接学报, 2003, 24 (1>: 64~68.TIrRGchYzgY.Huang, N.Ridley, F.J.Humphreys et al. Diffusion bonding of superplastic 7075 aluminium alloys. Materials Science and Engineering, 1999, 266A: 295~302.7EqZcWLZNX黄伯云. 我国有色金属材料现状及发展战略. 中国有色金属学报, 2004, 14, 专辑1: 122~127.lzq7IGf02EA.Munitz, C.Cotler, H.Shaham et al. Electron beam welding of magnesium AZ91D plates. Welding Journal, 2000, 79 (7>: 202s~208s.zvpgeqJ1hkS.F.Su, J.C.Huang, H.K.Lin et al. Electron-beam welding behavior in Mg-Al-based alloys. Metallurgical and Materials Transactions, 2002, 33A (5>: 1461~1473.NrpoJac3v1A. Weisheit, R. Galun,B.L. Mordike. CO2 laser beam welding of magnesium-based Alloys. Welding Journal, 1998, 77(4>: 149s~154s.1nowfTG4KI张兆栋, 刘黎明, 王来. 镁合金活性TIG焊焊接接头组织特征分析, 焊接学报, 2004, 25 (4>: 55~58.fjnFLDa5ZoW. D. Macdonald, T. W. Eagar. Isothermal solidification kinetics of diffusion brazing. Metallurgical and Materials Transactions, 1998, 29A (1>: 315~325.tfnNhnE6e5张华, 林三宝, 吴林, 冯吉才. AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头焊核区域成型过程及影响因素, 航空材料学报, 2004, 24 (2>: 6~10.HbmVN777sL曲文卿, 王奇娟, 张彦华. 铝基复合材料与铝合金的TLP扩散连接, 焊接学报, 2002, 23 (6>: 67~70.V7l4jRB8HsA.C.Somasekharan, L.E.Murr. Microstructures in friction-stir welded dissimilar magnesium alloys and magnesium alloys to 6061-T6 aluminum alloy, Materials Characterization, 2004, 52: 49~64.83lcPA59W9Yutaka S. Sato, Seung Hwan C. Park, Masato Michiuchi, et al. Constitutional liquation during dissimilar fraction stir welding of Al and Mg alloys, Scripta Characterization, 2004, 52: 49~64.mZkklkzaaPH. Somekawa, H. Hosokawa, H. Watanabe et al. Experimental study on diffusion bonding in pure magnesium. Materials Transactions,2001, 42 (10>: 205~207.AVktR43bpwH.Andrzejewski, L.F.Brdawi, B.Rolland. The toughness in the diffusion welding of Ti-6Al-4V alloys. Welding Journal, 1993, 72 (9>: 425s~429s.ORjBnOwcEdAsahina Toshikatsu. Solidification crack sensitivity of TIG welded AZ31 magnesium alloy, Journal of Institute of Light Metals, 1999, 49 (12>: 595~599.2MiJTy0dTT刘鹏, 李亚江, 王娟, 耿浩然. Mg/Al异种材料真空扩散焊界面区域的显微组织. 焊接学报, 2004, 25 (5>: 5~8.gIiSpiue7AL.Lu, Y.F.Zhang. Influence of process control agent on interdiffusion between Al and Mg during mechanical alloying, Journal of Alloys and Compounds, 1999, 290:279~283.uEh0U1Yfmh 摘要：采用电磁脉冲钨极氩弧焊和计算机严格控制的快速扩散焊，开展在航空、电子、汽车等领域有广阔应用前景的Mg/Al异种活性金属的焊接研究，消除采用常规焊接方法在Mg/Al熔合区或界面处形成的脆性区。