伴随变姿态运行和大功率推重比需求的飞行器，要求装置应有尽可能好的高速能力、机动能力及续航能力，经受频繁起飞、爬升、巡航、机动、加速、减速和着陆等多样状态。因此，密封系统必然面临高速重载变温和多姿态运行状态，引起气流来流不均匀，诱发密封激振，以致密封环章动偏摆量增强、密封环碰摩，加剧密封振动失稳、界面碰摩磨损，造成飞行器滑油端/燃油端磁力密封的极端服役环境，导致泄漏量增多，效率降低，直接影响飞行器的整机使役性能。

磁力密封作为航空发动机滑油端/燃油端关键核心基础部件，主要通过端面动压效应以及与泄漏方向相反的离心力来阻止泵送流体介质的泄漏，对航空发动机高可靠性、效能提升和绿色循环具有决定性影响。但是传统磁力密封结构设计间隙大、柔性低，常常发生非正常磨损以及摩擦副断裂，极易引起系统流动损失、涡态气旋以及轴间推力失衡等问题，同时，高温侧介质泄漏导致密封界面局部温升，致使热能效率损失，降低了航空发动机系统的循环增压比及其零部件的可靠性，极大缩减了航空燃气轮机使用效率和疲劳寿命。因此，进一步优化磁力密封技术对航空发动机等高端旋转装备极为重要。

2023年7月宁波市发布了“361”万千亿级产业集群体系（2023-2027）发展规划，其中，绿色石化和高端装备是两个万亿产业集群，关键基础零部件是重要的千亿产业。目前，宁波市已经成为国内最重要的密封成套产业基地之一。同时，国内高端装备的磁力密封系统自主设计制造能力差，严重依赖进口，国产化率相对较低，在当前国际形势背景下，设计研发稳定性更好的新一代航空发动机磁力密封，提升关键基础零部件的国产化率，有利于为宁波市密封产业集群以及国家级磁性产业集群的发展夯实根基。

（1） 磁力密封材料性能退化机理与磁稳性调控技术

本课题针对航空航天等领域高温、高压、高速等极端复杂环境下对长寿命密封件的需求，以居里温度高、温度稳定性好的铝镍钴AlNiCo为磁力密封材料，研究磁力密封材料性能退化机理，揭示磁力密封材料的磁化强度衰减规律、磁稳定性能与微观组织之间的内在联系。

（2） 极端工况下磁力密封结构智能化设计与性能分析

本课题针对其极端参数服役环境下出现密封零部件磁-热-力交互变形、动静环混合润滑下的周期性磨损以及密封配转与补偿结构多自由度偏摆等现象，引起磁力密封失效，旨在重点解决磁力密封智能化设计以及极端工况下磁力密封结构多尺度性能仿真分析。

（3） 密封环端面表面钨基硬质涂层工艺及摩擦界面减磨设计

本课题针对摩擦做功带来的加速磨损问题，研究摩擦副端面低摩擦、高耐磨的功能性涂层改性技术，阐明涂层材料的微组织、制备加工工艺和表面处理工艺对密封性能的影响，探索涂层材料与基底之间界面结合力以及涂层内部应力调控机制，开发出具有高硬、高耐磨、低摩擦、自润滑性能的涂层材料。

（4） 拟实工况下磁力密封综合性能测试评价与产业化示范应用

针对密封构件复杂工况下长寿命、高可靠服役要求，基于定应力加载方法，提出动载荷与冲击载荷下的构件功能表面形性劣化规律加速实验方法，建立寿命预测模型，搭建拟实工况下磁力机械密封性能测试装置，建立复杂工况下磁力机械密封服役行为的评价体系进而为产业化示范应用提供支撑，形成工艺规范，实现产业化示范。

宁波科星材料科技有限公司创建于2004年，是一家专业从事烧结钐钴、烧结钕铁硼永磁材料及产品研发和制造的国家高新技术企业、国家专精特新“小巨人”企业，是国内主要的磁性材料供应商之一。公司从事烧结钐钴材料的研发和生产超过16年，拥有市级和省级研究院，研发技术水平在行业内处于领先水平，生产与销售位于行业前三。产品广泛应用于汽车、电子信息、医疗、工业装备等领域，其中高性能磁体已成功应用于神州系列飞船、嫦娥系列卫星及其它军工领域中。公司先后承担了国家重点研发计划课题、宁波市2025重大专项、国家中小企业创新基金项目等重大项目，研究成果获得了宁波市科学技术进步奖一等奖、中国稀土科学技术一等奖等奖励。公司与中科院宁波材料所，中南大学等单位建立了长期稳定的合作关系，为本项目的研发实施奠定了坚实的基础。

（1） 极端工况下磁力密封结构智能化设计与性能分析

本课题针对其极端参数服役环境下出现密封零部件磁-热-力交互变形、动静环混合润滑下的周期性磨损以及密封配转与补偿结构多自由度偏摆等现象，引起磁力密封失效，旨在重点解决磁力密封智能化设计以及极端工况下磁力密封结构多尺度性能仿真分析。

（2） 密封界面纹理增润减摩控漏机理与激光烧蚀成形技术

本课题针对摩擦做功带来的加速磨损问题，研究摩擦副形状微-纳表面功能化构筑及摩擦学机理研究，提出形状微-纳图案智能摩擦表面设计原则与方法；基于烧蚀函数寻址法，揭示激光烧蚀能力与间隔密度相关性规律，解决激光束光学参数与扫描策略结合的表面图案化成形技术。

（3） 拟实工况下磁力密封综合性能测试评价

针对密封构件复杂工况下长寿命、高可靠服役要求，基于定应力加载方法，提出动载荷与冲击载荷下的构件功能表面形性劣化规律加速实验方法，建立寿命预测模型，搭建拟实工况下磁力机械密封性能测试装置，建立复杂工况下磁力机械密封服役行为的评价体系。

① 密封性能指标：在表面微槽深度误差不超过5%，整体表面粗糙度 Ra≤0.1μm，槽底粗糙度Ra≤0.3μm，整体平面度≯0.0005约束下，0rpm与（0.5±0.05）MPa的滑油下观察封闭环境压降和气泡，应满足静压保压30min，压降≯0.03MPa；密封压力为（0.3±0.05）MPa，额定转速42000r/min连续运转60小时，中途不更换密封、不停机，观察泄漏量不大于5mL/h要求，要求磨损量不大于0.2mm。

② 寿命指标：密封压力为（0.3±0.05）MPa的燃油，额定转速42000r/min累计运转300小时，观察泄漏量不大于5mL/h要求。

③ 知识产权指标：发表论文不少于2篇，申请发明专利不少于3件。