王晓慧,女,汉族,清华大学材料科学与工程系研究员,博士生导师。
研究领域为功能纳米材料的合成、结构与性能的研究;功能纳米陶瓷无压烧结机理与尺寸效应的研究;新型高性能多层片式元器件的材料组成、结构及关键制备技术:片式电容(MLCC,BMEMLCC)、片式电感(MLCI)、片式微型铁磁/压电变压器及LTCC无源集成;功能陶瓷簿膜材料的制备与应用;介孔材料的制备与性能的研究。
人物经历
教育经历
工作经历
1994.8-1996.7博士后,南京理工大学化工学院并于1996年评为副教授。
1996.9-1998.7博士后,清华大学材料系,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室。
1998.9-1999.9博士后,宾夕法尼亚大学材料系。
1999.10-2001.11,副教授,清华同方研发中心,在其与材料系的新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室联合成立“功能陶瓷及新型元器件”研究室的做研发工作。
2001.12-现在,清华大学材料科学与工程系,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,副研究员,研究员,博士生导师。
主要成就
科研项目
【在研项目】:
⒈国家973计划项目二级课题:信息功能纳米/亚微米晶陶瓷的尺寸效应及控制原理(2002-08,负责人)。
⒉国家自然科学基金面上项目:新型高温钙钛矿型压电陶瓷材料的研究(2005-07,负责人)。
⒊企业合作项目:温度稳定型大容量贱金属内电极多层陶瓷电容器瓷料(2003-07,负责人)。
【结题项目】:
⒈国家863计划重点项目:新一代高性能片式元件材料与关键技术(2003-05,课题副组长)。
⒉国家863计划重点项目:新一代高性能低成本多层陶瓷电容器材料与关键技术(2001-03,负责人)。
⒊教育部留学回国人员启动基金:纳米铁氧体片感材料的研究(2001-03,负责人)。
⒋与清华同方企业合作项目:集成微型平面变压器的研究(2001-02,负责人)。
研究成果
⒈博士论文阶段参加“863”计划与国家自然科学基金“复合氧化物纳米材料的制备与性能”研究。制备最小尺寸达到10nm 以下的复合氧化物铁电纳米材料,对材料的制备工艺、结构、物理化学性能进行研究。
⒉南京理工大学化工学院做博士后研究工作,承担“六角晶系铁氧体纳米隐身材料的研究”。开发一种新型纳米复合隐身材料。同时,发明了氧化物(TiO2)纳米催化剂,用于高分子材料(双马莱酸)的聚合反应。使聚合反应温度降低,使材料的耐热性明显增强。成果通过江苏省科委的技术鉴定。
⒊清华大学材料系做博士后研究,作为骨干主要参加“高性能钛酸钡基X7R MLCC材料的研究” “863”计划的课题。制备出高性能钛酸基X7R MLCC材料。已获授权专利一项。制备出X7R402和X7R502两种的片式电容。
⒋宾夕法尼亚大学(费城)材料科学与工程系做博士后,提出无压烧结技术(两段法)成功制备出氧化纳米陶瓷,开拓了制备纳米陶瓷材料的全新方法。论文已在英国“自然”上发表(2000年3月)。
⒌高性能低温烧结铁氧体片感材料及元件:基于纳米粉无压烧结技术实现了900℃低温烧结,研制出细晶高磁导率NiCuZn铁氧体片感材料(mi ³1000)及甚高频应用的Z型平面六角铁氧体材料。制备出大感量(100mH)片式电感及片式微型平面变压器。获授权发明专利中国三项,日本一项,美国两项。
⒍新一代高性能低成本多层陶瓷电容器材料与关键技术(“863”重大项目):突破了新一代高性能贱金属内电极多层陶瓷电容器(BME-MLCC)薄层化、微型化关键技术,制备纳米BaTiO3通过精细调控陶瓷“芯-壳”结构和无压烧结技术,研制出拥有自主知识产权的、性能指标达到国际领先水平的高性能(X7R和Y5V)BME-MLCC瓷料和军用高介温度稳定型MLCC材料。申请发明专利七项,已获授权专利美国一项,中国一项。
⒎信息功能纳米/亚微米晶陶瓷的尺寸效应及控制原理(973项目):无压烧结制备出纳米/亚微米晶功能陶瓷,研究了铁电、铁氧体等纳米/亚微米晶陶瓷烧结机理和无晶粒生长的动力学临界区域。系统研究了纳米/亚微米晶BaTiO3、NiCuZn铁氧体尺寸效应与结构和性能的变化规律。首次无压烧结制备出99.6%的8nm BaTiO3陶瓷,并实验证明晶粒尺寸小到8nm依然保持铁电性。
8.通过电化学方法成功地在钛粉基底上成功制备出二氧化钛纳米管阵列薄膜,纳米管阵列面积大、均匀排列、管(孔)径10-100nm、长度达到1.1μm。通过控制不同的退火温度,得到不同晶型的氧化钛单晶纳米管。这种单晶纳米管阵列薄膜具有优异的光催化性能和超亲水性。这种阵列结构独特,具有很大的表面积,在催化、光电子、生物及太阳能电池等许多领域具有很多潜在的应用前景。
论文与专利
先后发表学术论文近160余篇,其中SCI收录论文100多篇。
申请发明专利19项:其中11项已获授权(包括3项美国专利和1项日本专利)。
⒈Wang,XH,Chen IW,Sintering of Nanoceramics,Nanomaterials Handbook , Taylor and Francis Group. FL. USA , 2006,Jan. chapter 12th,page 359-382.
⒉Tian,ZB; Wang,XH; Shu,LK; Wang,T; Song,TH; Gui,ZL; Li,LT,Preparation of Nano BaTiO3-Based Ceramics for Multilayer Ceramic Capacitor Application by Chemical Coating Method,Journal of the American Ceramic Society, 92 ⑷:830-833 2009
3.Yang,Y; Wang,XH; Sun,CK; Li,LT,Structure study of single crystal BaTiO3 nanotube arrays produced by the hydrothermal method, Nanotechnology, 20 ⑸: Art No. 055709 2009
4.Yang,Y; Wang,XH; Zhong,CF; Sun,CK; Li,LT,Ferroelectric PbTiO3 nanotube arrays synthesized by hydrothermal method,Applied Physics Letters,92 ⑿: Art No. 122907 2008
⒌Wang XH,Deng XY,Wen H,Li,LT,Phase transition and high dielectric constant of bulk dense nanograin barium titanate ceramics,Appl.Phys.Lett .89 ⒃: Art. No. 162902 OCT 16 2006
⒍Deng XY,Wang XH,Chen LL,Wen H,Li LT,Observation of ferroelectric domain patterns in nanocrystalline BaTiO 3 ceramics,Appl.Phys.Lett . 89 ⒂: Art. No. 152901 OCT 9 2006
⒎Deng XY,Wang XH,Wen H,Chen LL,Chen L,Li LT,Appl.Phys.Lett . 88 (25): Art. No. 252905 JUN 19 2006
⒏Wang,XH , Deng X Y , Bai H. L.,Chen,IW,Two-Step Sintering of Ceramics with Constant Grain-Size,Ⅱ. BaTiO 3 and Ni-铜Zn Ferrite , J. Amer. Ceram. Soc.,89 ⑵438-443 , 2006
⒐Wen H,Wang,XH,Chen RZ,and Li LT,Modeling of Dielectric Behaviors Multilayer Ceramic Capacitors under Direct Current Bias Field,J. Amer. Ceram. Soc.,89 ⑵550-556 , 2006
⒑Deng X Y,Wang,XH,Wen H,Kang AG,Gui ZL and Li LT,Phase Transitions in Nanocrystalline Barium Titanate Ceramics Prepared by Spark Plasma Sintering,J. Amer. Ceram. Soc.,89 ⑶1059-1064 , 2006
⒒Zhao JL,Wang,XH,Sun TY,Li LT. In situ- templated synthesis of 锐钛矿 single crystal nanotube arrays. Nanotechnology,16:2450~2454 , 2005
⒓Zhao,JL; Wang,XH ; Chen,RZ; Li,LT , Fabrication of 钛 oxide nanotube arrays by anodic oxidation , Solid State Communications,134 ⑽: 705-710 , JUN 2005
⒔Wang,XH ; Li,LT; Su,SY; Gui,ZL , Novel ferrimagnetic material for fabricating multilayer chip inductors -Low-温度sintered Ba 3 Co 2-x Zn x Fe 24 O 41 hexaferrites , J. Amer. Ceram. Soc.,88 ⑵: 478-480 FEB 2005
⒕Wang,XH ; Li,LT; Su,SY; Gui,ZL; Yue,ZX; Zhou,J,Low-temperature sintering and high 频率 properties of Cu-modified Co⑵Z hexaferrite,J. Euro. Ceram. Soc,23 ⑸: 715-720 APR 2003
⒖Wang,XH and Li,LT et al.,Synthesis of 铜modified Co 2 Z hexagonal with planar structure by a citrate precursor method,J. Magn . Magr . Mater,234⑵:63-68 , 2001
⒗Chen I-W and Wang,XH,Sintering Dense Nanocrystalline Ceramics without Final-stage Grain Growth,Nature,404,168 , 2000
社会活动
《中国稀土学报》编委、中国颗粒学会会员、美国材料学会会员,美国陶瓷学会会员。
获得荣誉
参考资料
王晓慧-清华大学材料学院.清华大学材料学院.2021-05-25