深空领域已成为各国争相抢占的航天制高点，我国未来将对太阳系内外行星进行一系列星际探测任务，未来五年中国航天器需求将超过1200颗、市场规模预计将达到4.5万亿元，而每一件航天器都需要大型化、高性能、轻量化的构件作为支撑，因此太空装备材料革命迫在眉睫。本项目针对新一代空间装备对其精密构件提出大型化、轻量化、产品化以及高刚度与高精度稳定性设计需求，开发系列大尺寸高模量及超高模量铝基复合材料设计、制备、加工及应用关键技术。 （1）针对复合材料基体与增强相种类多、构效关系复杂、缺乏多目标性能集成优化技术的问题，建立成分-界面-宏/微观性能预测模型，形成复合材料体系-界面-多目标性能耦合集成设计技术，提出高模量高强韧铝基复合材料体系优化配置方案并指导制备工艺优化设计，解决空间装备关键承载构件“无材可用”困境。 （2）针对空间装备大长径比精密构件高刚度高强韧性需求，开发出“二级加压—分区控温—顺序凝固”特种挤压铸造技术，并通过单向塑性变形实现晶须的定向排列，攻克大尺寸铸锭高均匀稳定制备以及大长径比构件塑性成形、协同热处理、尺寸稳定化、表面完整性控制、特种连接、表面改性等面向应用场景的关键技术。 （3）针对大尺寸高模量复合材料及构件在面向应用场景的质量表征和协同控制需求，建立大尺寸构件宏微观残余应力、缺陷和表面完整性的检测方法和使役性能评价准则，并研发出大型弯扭联合加载测试装置，通过万向加载头实现了弯矩与扭矩互不干涉加载，为铝基复合材料在大尺寸空间精密构件中的可靠应用提供技术支持。 最终研制出>10种典型构件，通过地面考核验证，其中26种产品实现空间在轨运行应用，有效地解决了低成本高强度高韧性的铝基复合材料的原料制备和大长径比复杂件制备及评价等两大难题。