项目名称：无铅压电、介电功能材料及应用研究

候选单位（含序号）：461  景德镇陶瓷学院  

候选人（含序号）：1.李月明、2.沈宗洋、3.王竹梅、4.廖润华

项目简介：

该项目属无机非金属材料科学技术领域，开展的研究有：Na0.5Bi0.5TiO3(NBT)与K0.5Na0.5NbO3(KNN)基无铅压电陶瓷研究；溶胶-凝胶法、水热法、熔盐法制备功能材料粉体研究；钙钛矿结构介质陶瓷的结构与电性能关系研究；压电、介电陶瓷的低温烧结制备技术研究。主要研究内容如下：

1. NBT基与KNN基无铅压电陶瓷研究

    (1) 率先研究了NBT-KBT(K0.5Bi0.5TiO3)二元体系的铁电-反铁电相变与晶体结构变化之间的关系；率先研究获得了NBT-KBT-BT(BaTiO3)三元体系的准同型相界相图。研究成果发表在Mater. Sci. Eng. B等期刊上，共30篇，被J. Mater. Chem.等著名期刊他引284次。被评价为"所合成的环境友好型NBT基无铅压电陶瓷是取代铅基压电陶瓷的理想材料，具有巨大的应用前景。"

    (2) 发现纯KNN中存在两个不同正交相间的准同型相界，提高了压电性能，对研发高性能KNN基压电陶瓷有理论指导意义；率先采用放电等离子烧结制备了高性能Li、Ta共掺杂KNN陶瓷；发表在J. Am. Ceram. Soc.等期刊上，共15篇，被J. Am. Ceram. Soc.等期刊他引7次。被评价为"所制备的KNN基无铅压电超声换能器具有优异的性能，是铅基材料的优良替代品。"

2. 熔盐法、水热法制备功能材料粉体研究

采用熔盐法实现了不同粒径与形貌KNN无铅压电粉体的可控制备，首次采用微波辅助水热法成功制备了KNN粉体，创新了CaBi4Ti4O15、SrBi2Nb2O9、Bi2.5Na3.5Nb5O18、Nb2O5等片状结构功能粉体的熔盐制备方法，深入研究其作用机理。发表在J. Alloy Compd.等期刊上，共25篇。被J. Ceram. Soc. Jpn.等优秀期刊他引5次。

3. 钙钛矿结构介质陶瓷的结构与电性能关系研究

    系统研究了A、B位掺杂对CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2 (CLST)体系高介电常数微波介质陶瓷性能的影响规律。研究了SrTiO3基介质陶瓷的掺杂改性对微观结构及电性能的影响，首次采用CaO-TiO2-SiO2对Sr(Ti0.95Zr0.05)O3陶瓷进行改性，显著提高其电击穿强度。发表在Mater. Sci. Eng. B等期刊上，共15篇。被J. Eur. Ceram. Soc.等著名期刊他引16次。

4. 压电、介电陶瓷材料的低温烧结制备技术研究

    突破了KNN基陶瓷中的Li掺杂极限，首次发现Li含量和烧成温度共同影响其结构和性能的规律，在不添加任何烧结助剂的前提下成功将KNN基压电陶瓷的烧成温度降至1000℃以下，揭示了室温附近正交-四方两相共存的PPT效应是该体系陶瓷性能温度稳定性差的物理根源；率先通过添加烧结助剂将CLST系微波介质陶瓷的烧结温度从1300℃降至900℃。研究成果发表在J. Am. Ceram. Soc.等期刊上，共17篇。被J. Am. Ceram. Soc.等著名期刊他引13次。

2012年度江西省科学技术奖推荐项目公示

项目名称：结晶釉的分形研究

候选单位（含序号）：461  景德镇陶瓷学院  

候选人（含序号）：1.郑乃章，2.熊春华，3.苗立峰

项目简介：

   在一固定的配方基础上，研究不同工艺条件（析晶温度、保温时间、釉层厚度）下获得的晶花形貌与分形维数之间的关系，揭示晶花形貌的分形维数与析晶温度、保温时间、釉层厚度之间的变化规律。

   长久以来，大多数科学研究者寄希望于将分形理论用于解释许多繁复的非线性现象，从而真正建立理论和实际系统之间的桥梁。而将分形理论应用于结晶釉晶花形貌的研究正是一个典型的实例，且除本课题组外，目前还未见有关报道。分形生长的典型试验方法有晶体生长法、电化学沉积法、单分子膜生长法等。而作为非平衡状态的晶花生长系统，控制晶花形貌就极其具有科学和技术的重要性，并且对其择优取向性也具有重要的使用价值。

晶花的形状往往具有分形特征。通过分形构造分析，可用一非整数维来描述不规则体的无规则程度，为这些看起来形状复杂而又不规则的形貌提供了一种数学框架，从而得以做出定量描述，同时，分形研究可以借助计算机进行模拟、计算。一般认为分维的不同反映了晶花形貌所具有晶型结构的不同，其实它还代表了结晶系统不规则程度。在结晶釉晶花形貌的研究中，应用分维不仅可以对不同的晶型进行更为准确的数学描述，而且还可以对结晶系统的不规则程度进行度量。将分形维数作为分形聚集体的基本特征，它从一个全新的视角对晶花形貌进行描述，得出各种晶型的特定分维值，并且可以优化结晶釉的生产工艺，在结晶釉技术研究与控制中发挥重要作用。

   分形理论的引入，也为晶体生长经典理论注入新的生命力，解决晶体生长经典理论未能顾及的问题，使人们从另一个角度来了解认识晶体生长过程的动力学，据此可以建立与晶体生长密切相关的数学模型。

   该项目在项目鉴定会上获得相关专家的好评，与会专家一致认为该项目在国内首次以结晶釉的晶体生长理论和分形理论为基础，对采用不同工艺条件和矿化剂制备的晶花形貌进行了研究。分析了不同制备工艺和化学组成对晶花形貌的影响，并定量分析了晶花形貌的分形特征，建立了晶花形貌的分形分维值与制备工艺之间的关系。分形理论的应用为结晶釉的研究和制备提供了理论基础。

我单位推荐以上两个项目申报2012年度江西省科学技术奖，特公示，公示期： 2012  年 5 月 15 日至  2012  年 5 月 22 日，公示期内如对公示内容有异议，请您向 科研处  （推荐单位科管部门名称）反映。

联系人：程磊

联系电话：0798-8499229