下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
1.该领域的科学意义和国家战略需求
具有高电压、大电流、强磁场、高功率密度等高电磁参数和复杂结构的强电磁装置与系统的重要性日益突出，是当前国民经济中众多重大装备、尖端国防武器和重大科技基础设施的共性需求。强电磁能的产生、调控与转换作为强电磁装置与系统性能及应用水平提升的关键，相关研究已成为国际高科技竞争的焦点及推动相关产业发展的动力和重要方向。然而，当前仍存在基础研究落后于国家需求的矛盾，这一矛盾随着诸多强电磁装置与系统需求的快速发展而日益加剧，亟需通过一系列共性问题的攻关和创新突破，确保强电磁理论走在前面、技术上占领制高点、应用上安全可控。
2.该领域的国际发展态势与我国的发展优势
强磁场、电磁能武器、核聚变及大功率太赫兹等在内的强电磁技术及应用研究已成为国际上电气工程及其交叉领域的重要研究方向，其发展趋势是不断提升电磁装置与系统参数、挑战电磁极限及开发新技术和新应用等。不同于传统机电能量转换系统，强电磁装置与系统中强电磁能的产生、调控与转换往往涉及高电压、大电流、强磁场和高应力等极端运行工况，相关材料-器件-装备的基础设计理论与方法、强电磁参量的多时空调控理论与方法、材料物性参数的动态演变规律与机理，以及装置与系统的失稳机制等均是需持续解决的国际性难题。在该领域，我国的发展优势在于已陆续布局了多项强电磁相关的重大工程或项目，包括“十一五”强磁场国家重大科技基础设施（由稳态强磁场和脉冲强磁场实验装置两部分构成）、“十四五”国家重大科技基础设施“脉冲强磁场实验装置优化提升”及由国家自然科学基金委员会发布的“极端条件电磁能装备科学基础”重大研究计划等，在强电磁能的产生、调控与转换等方面均具备了很好的研究基础，稳态强磁场场强（45.22T）、脉冲平顶磁场场强（64T）等成果世界领先。
3.该领域的主要研究方向和核心科学问题
主要研究方向： ①强电-磁-热-力等多场耦合下材料与器件的动态响应表征和性能评估；②高电磁参数单元技术与装备（磁体、电源、开关和控制系统等）；③极端尺度下材料形性调控的电磁力场设计理论与方法；④具有高强度、高空间/时间梯度及高频等特征的强电磁参量产生与调控技术；⑤强电磁能产生、调控与转换用新材料、新器件和新方法；⑥强电磁新技术与新应用。
核心科学问题： ①强电-磁-热-力等多场耦合下电磁参量的多时空精准调控理论与方法；②极端强电磁条件下材料-器件-装备性能提升的机制与路径。
4.该领域的发展目标
瞄准国家战略规划和学科发展前沿，解决强电磁能产生、调控与转换的基础理论问题和关键技术瓶颈问题，揭示强电磁能的时空加载特性与材料形性演变的作用关系及机制，突破高功率/高能量密度脉冲电源、高参数磁体和高精度时序控制系统等关键技术，建立极端电磁工况下多尺度、高性能材料-器件-装备的顶层设计理论与方法体系，发展完备的多时空超强磁场产生与精准调控技术，破解50T以上超强稳态磁场、110T以上超强脉冲磁场等世界性难题，为提升我国各类强电磁装备和设施的国际竞争力提供源头创新，引领国际强电磁科学技术、装备及应用方向发展。