为解决过渡族金属碳化物材料硬度、韧性难以协同提升的问题,湖南大学吴正刚与香港城市大学赵仕俊团队合作,共同开展了高熵碳化物陶瓷材料(HECC)成分设计、制备原理、强韧化机理及服役行为研究,取得了系列理论和技术创新成果:阐明了HECC粉体制备原理和烧结致密化机理,揭示了HECC硬化韧化机理及高温氧化/摩擦磨损失效机制,构建了可以高效高精度预测HECC力学性能的机器学习模型,掌握了新材质非球面模具高效制造关键技术。项目成果在导弹视窗、车载安防等军事和民用非球面透镜高品质制造领域具有重大的应用价值,预计在一年后以技术作价的形式进行推广。项目的顺利实施得益于合作各方的精诚合作、优势互补,其中湖南大学团队在材料制备、精细结构表征及强韧化机理方面重点发力,香港城市大学团队主要开展理论计算方面研究,项目还充分发挥了企业在热弯模具高品质制造上的优势。通过合作,双方在理论和技术水平上都得到大幅提升,还共同培养了各层次高水平人才,包括硕士博士研究生和青年教师,其中硕士研究生毕业15人,博士研究生毕业5人,香港城市大学团队2名青年教师晋升副教授。在合作过程中,双方在项目执行各阶段保持充分的交流,其中实地交流互访4次,线上沟通20余次。总体上,本合作项目共计发表论文11篇,申请/授权发明专利4项,实用新型专利2项,得到了硬度约40GPa,断裂韧性4.67MPa∙m1/2,800℃压缩强度超1600MPa,800℃氧化8h增重约0.02g/cm2的HECC材料,制备出底部直径20.9mm,工作端直径12.1mm,高度9.1mm的热弯模具,已经达到预期目标。