学科专业评审组:能源与化工组
项目名称:铁电纳米陶瓷阵列及其异质界面调控聚合物抗氧化关键技术与应用
提名单位: 宝鸡市人民政府
提名等级:二等奖
提名单位意见: 本项目围绕聚合物材料综合性能改性中存在的问题,开展了铁电纳米陶瓷阵列及其异质界面调控聚合物综合性能关键技术攻关。通过在聚合物基质中构建功能化铁电纳米陶瓷阵列,借助铁电纳米陶瓷的自发极化特性与均匀分散优势,赋予复合材料自由基捕获及聚合物分子链束缚等功能,显著提升了工程聚合物材料的抗氧化性、热稳定性与机械强度,有效延长了其服役寿命并拓展了在特殊场景的应用,获得了系列原创性成果,在国内多家企业进行了推广应用。本项目关键技术难度大,具有较大的创新性,总体达到国内同类技术的领先水平,市场竞争力较强,科技创新成果转化程度较高,创造了较为明显的经济效益和社会效益。 提名材料齐全、规范,经单位公示,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省科学技术奖提名条件。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:
主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:胡登卫
    排名:1
    行政职务:处长
    技术职称:教授
    工作单位:宝鸡文理学院
    对本项目技术创造性贡献:在本项目实施的过程中,负责项目整体研究方案的创新构想与系统实施。提出了基于铁电纳米陶瓷阵列构建高性能复合材料的核心思路,建立了其异质界面形成与调控的理论模型。通过深入研究铁电纳米陶瓷与聚合物之间的界面耦合机制,揭示了微观界面结构与宏观抗氧化性能、力学性能的构效关系,为材料设计与性能优化提供了关键理论依据。带领团队完成项目目标,实现了从基础研究到技术应用,为高性能聚合物基复合材料的开发奠定了基础。 主要贡献证明材料附件编号: 必备附件:1-1-1、1-1-2、1-1-3 其他附件:2-2-2、2-2-3、2-2-4、2-2-5、2-2-6、2-1-20、2-1-21、2-2-16
    曾获国家科技奖励情况: 1. 基于原位拓扑转换具有特定晶面的纳米光电陶瓷材料的研究, 陕西省自然科学三等奖, 2017. 2. 构建异质外延界面开发高性能纳米复合电子陶瓷及元器件, 宝鸡市自然科学二等奖, 2018. 3. 阵列电化学适体传感器的研究, 宝鸡市科学技术奖二等奖,2017.
  2. 姓名:王艳
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:宝鸡文理学院
    对本项目技术创造性贡献:在本项目实施的过程中,提出了一种基于铁电纳米陶瓷阵列及其异质界面调控来协同提升聚合物综合性能的创新策略。该策略旨在通过精准设计异质界面,同步优化聚合物的抗氧化性、力学性能及电学特性。通过系统设计实验方案,制备了系列复合材料并对其关键性能指标进行了表征测试,实验结果有效验证了该策略的可行性与显著效果,证实了界面调控对聚合物综合性能的协同增强作用,为项目的关键技术突破提供了重要实验依据和理论支持。 主要贡献证明材料附件编号: 必备附件:1-1-1、1-1-3 其他附件:2-2-2、2-2-4、2-1-17、2-1-20、2-1-21、2-1-22、2-1-23、2-1-24、2-2-16
    曾获国家科技奖励情况:1. 钛酸钡基材料的设计合成及应用研究, 陕西高等学校科学技术研究优秀成果三等奖, 2023. 2. 多层陶瓷电容器用Ba0.96La0.04TiO3细晶陶瓷材料的制备及介电性能研究, 宝鸡市第十八届优秀学术成果二等奖, 2020. 3. 高介电高温度稳定性BaTiO3基多层陶瓷电容器用细晶陶瓷介质材料的制备, 宝鸡市第十七届优秀学术成果三等奖, 2017.
  3. 姓名:赵卫星
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:宝鸡文理学院
    对本项目技术创造性贡献:在本项目实施的过程中,致力于研究铁电纳米陶瓷的可控制备工艺,重点突破传统方法的局限,创新性地建立了水热法制备高纵横比二维钙钛矿铁电纳米陶瓷的新方法。通过系统优化反应温度、压力、前驱体浓度及表面活性剂含量等关键参数,成功实现了纳米陶瓷形貌与尺寸的精准调控,获得了具有优异取向性和均匀性的二维结构。该方法显著提升了材料的比表面积和界面活性,为构建高性能铁电纳米陶瓷/聚合物复合界面及增强抗氧化特性提供了关键材料基础。相关制备工艺的建立与优化,为项目的后续研究提供了重要的技术支撑和实验依据。 主要贡献证明材料附件编号: 必备附件:1-1-3 其他附件:2-2-5、2-2-6、2-1-23
    曾获国家科技奖励情况:1. 铁电介晶BaTiO3/Bi0.5K0.5TiO3纳米复合材料: 拓扑化学合成、增强压电和介电响应, 宝鸡市第十九届自然科学优秀学术成果二等奖, 2022. 2. 软化学拓扑反应法合成钙钛矿结构介观晶体材料, 宝鸡市第十八届自然科学优秀学术成果三等奖, 2020.
  4. 姓名:顾洪溪
    排名:4
    行政职务:副社长
    技术职称:副教授
    工作单位:宝鸡文理学院
    对本项目技术创造性贡献:在本项目实施的过程中,提出了挤压/连续流延成型技术,用以解决铁电纳米陶瓷在聚合物基体中易团聚、分散不均的关键难题。通过精确调控加工温度、压力及流速等工艺参数,该技术成功实现了铁电纳米陶瓷的高密度、均匀分布及定向阵列化排布,有效构筑了以异质界面为特征的“铁电纳米陶瓷@聚合物”均相复合体系。所建立的新方法显著提升了复合材料的致密性与界面结合强度,为大幅增强聚合物的抗氧化性能及综合力学特性提供了重要的材料基础与工艺支撑,有力推动了项目关键技术的研发与应用进程。 主要贡献证明材料附件编号: 其他附件:2-2-6、2-1-17、2-1-18
    曾获国家科技奖励情况:1. 纳米结构材料的构建及其应用探索, 黑龙江省高校科学技术奖一等奖, 2016. 2. 高性能超级电容器电极材料设计优化关键策略研究, 陕西高等学校科学技术研究优秀成果三等奖, 2023. 3. 陕西省化学优秀青年奖, 2024.
  5. 姓名:马蓉
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:宝鸡文理学院
    对本项目技术创造性贡献:在本项目实施的过程中,提出了缓冲梯度层包覆技术。该技术旨在解决铁电纳米陶瓷与聚合物基体间因理化性质差异巨大而导致的界面相容性差、应力集中及耦合效率低等难题。通过设计并构建一种成分与结构呈梯度过渡的功能性界面层,成功实现了陶瓷填料与聚合物基体间模量和热膨胀系数的有效匹配,显著降低了界面能垒。该技术的应用提升了异质界面的结合强度和应力传递效率,从而将陶瓷-聚合物的界面耦合效率提升至新高度,为制备高性能、高稳定性的抗氧化复合材料奠定了坚实的理论与技术基础,对项目的成功实施起到了至关重要的推动作用。 主要贡献证明材料附件编号: 其他附件:2-2-4、2-2-5、2-2-6、2-1-22、2-2-16
    曾获国家科技奖励情况:1. 陕西省科学技术厅因公出国(境)培训总结评比“优秀个人”, 2018. 2. 陕西省青年科技新星, 2025.
  6. 姓名:王红英
    排名:6
    行政职务:新品研发经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西长美科技有限责任公司
    对本项目技术创造性贡献:在本项目实施的过程中,专注于聚氨酯材料的聚合制备工艺及其综合改性研究。通过分子结构设计与合成参数调控,优化了聚氨酯基体的力学及化学稳定性。在此基础上,重点研究了铁电纳米陶瓷填料在基体中的分散性与界面相互作用,利用填料的功能特性显著增强了复合材料的强度、韧性与抗氧化性能。系统验证了改性后材料在阻尼、减振、降噪等方面的优异表现,并将所开发的复合材料成功应用于高性能阻尼减振降噪器中,有效提升了器件的耐久性与力学性能可靠性,为项目的关键技术开发与工程应用提供了重要支持。 主要贡献证明材料附件编号: 其他附件:2-2-6、2-2-7、2-1-19
    曾获国家科技奖励情况:宽频钢轨阻尼减振器设计开发, 陕西省人民政府“科学技术进步奖”三等奖, 2020.
  7. 姓名:张法明
    排名:7
    行政职务:总工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西长美科技有限责任公司
    对本项目技术创造性贡献:在本项目实施的过程中,提出了基于铁电纳米陶瓷界面调控的聚氨酯材料改性策略。通过精准设计纳米陶瓷在聚合物中的分散与排布,有效增强了复合材料的界面结合力与功能特性,显著提升了其阻尼性能、振动抑制及噪声衰减效果。基于该材料突破,组织实施了技术产业化落地工作,负责中试工艺开发、产线适配与产品试制,成功将实验室成果转化为具备稳定性能的阻尼减振降噪器产品,实现了从关键技术研发到实际工程应用的跨越,推动了项目创新链与产业链的深度融合。 主要贡献证明材料附件编号: 其他附件:2-2-6、2-2-7、2-1-19
    曾获国家科技奖励情况:1. 宽频钢轨阻尼减振器设计开发, 陕西省人民政府“科学技术进步奖”三等奖, 2020. 2. 快速轨道交通环境振动长效控制关键技术及应用, 中国发明协会“发明创业奖创新奖”一等奖, 2022.
  8. 姓名:杨化民
    排名:8
    行政职务:党委书记、董事长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安重装渭南橡胶制品有限公司
    对本项目技术创造性贡献:在本项目实施的过程中,提出了聚氯乙烯糊树脂复合聚合物的阻燃与拉伸性能协同改进策略。通过引入铁电纳米陶瓷填料并精准调控其异质界面,显著增强了材料的阻燃效率与力学强度。在此基础上,系统研究了聚氯乙烯糊树脂复合聚合物阻燃输送带的生产新工艺,重点优化了复合改性、成型加工及界面强化等关键工序,成功实现了高性能阻燃输送带的稳定制备与规模化生产,并积极推进其产业化应用。该项工作有效提升了输送带产品的安全性与耐用性,为项目的技术转化和市场推广提供了关键支撑。 主要贡献证明材料附件编号: 其他附件:2-2-8、2-1-18
    曾获国家科技奖励情况:1. “渭南市科技创新领军人才”荣誉称号, 2025. 2. “渭南市高新区2022-2023年度拔尖人才 ” 荣誉称号, 2024. 3. “西安重装集团科技进步二等奖、三等奖” 各一项, 2019.
  9. 姓名:姜丽
    排名:9
    行政职务:党委副书记、总经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安重装渭南橡胶制品有限公司
    对本项目技术创造性贡献:在本项目实施的过程中,重点研究了非金属纳米陶瓷复合织物的制备工艺及其对聚氯乙烯糊树脂复合聚合物性能的增强机制。通过优化纳米陶瓷在织物中的负载与分布,成功制备出具有优异界面特性的功能性增强骨架,并系统分析了该复合织物对基体材料抗氧化性、阻燃效率及拉伸力学行为的协同提升作用。相关研究成果为开发长效抗氧化、高阻燃、高力学性能的聚合物复合材料提供了新途径,支撑了项目在高端阻燃材料方向的创新与应用。 主要贡献证明材料附件编号: 其他附件:2-2-8、2-1-18
    曾获国家科技奖励情况:1. “渭南市高新区创新领军人才”荣誉称号, 2020. 2. “西安重装集团科技进步二等奖、三等奖” 各一项, 2019.
  10. 姓名:罗天飞
    排名:10
    行政职务:董事长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:宝鸡市万合实业有限公司
    对本项目技术创造性贡献:在本项目实施的过程中,研究了铁电纳米陶瓷对聚丙烯/聚乙烯复合材料的韧性、柔性及力学强度的改性作用。通过设计并优化纳米陶瓷在基体中的分散与界面耦合工艺,有效改善了材料的综合性能,显著提高了其抗冲击韧性、弯曲柔性和拉伸强度。主导推进了改性材料的中试放大与产业化实施,成功解决了规模化生产中的工艺稳定性与产品一致性问题,实现了高性能聚丙烯/聚乙烯复合材料稳定生产,为项目技术转化和高端聚烯烃产品开发提供了关键支撑。 主要贡献证明材料附件编号: 附件:2-1-17
    曾获国家科技奖励情况:无
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:宝鸡文理学院
    单位贡献:在本项目实施的过程中,主导并成功实施了项目核心技术的研发与集成创新工作。首先,本单位构建了铁电纳米陶瓷阵列及其异质界面形成的多尺度理论模型,为材料设计与性能预测提供了重要依据。在材料制备方面,建立了水热法合成高纵横比二维钙钛矿铁电纳米陶瓷的新方法,系统揭示了其与聚合物基体的界面耦合机制与增强原理。基于上述机理认识,创新性提出通过异质界面协同调控以全面提升聚合物抗氧化、力学及电学性能的综合策略,并通过大量实验验证了该策略的可行性与显著效果。针对技术实现路径,本单位创新研发了缓冲梯度层包覆技术与挤压/连续流延成型技术,有效解决了陶瓷/聚合物界面相容性与分散均匀性的关键技术瓶颈,实现了铁电纳米陶瓷在聚合物中的阵列化排布,率先建立了“铁电纳米陶瓷@聚合物”均相复合材料的高效、稳定制备新方法。在机理层面,深入探究了基于局部电场捕获自由基的新型抗氧化机制,明确了铁电纳米陶瓷的微观结构、空间分布对聚合物抗氧化性、柔性及耐久性的影响规律,为材料体系优化提供关键理论支撑。此外,本单位积极推动产学研深度融合,与多家企业建立紧密合作关系,共同推进从中试验证到规模化生产的技术转化,成功实现高性能复合材料在阻尼减振、阻燃输送带等产品中的产业化应用,显著提升了相关产品的性能与市场竞争力,有效促进了项目成果的落地与推广。

  2. 单位名称:陕西长美科技有限责任公司
    单位贡献:在本项目实施过程中,重点开展聚氨酯材料的分子结构设计、合成制备及铁电纳米陶瓷填料综合改性研究,攻克了相关核心技术。通过精准调控聚氨酯聚合工艺,并优化铁电纳米陶瓷填料的界面耦合效果,显著提升复合材料的力学强度、韧性及抗氧化性能,成功解决传统材料在长期动态载荷下易老化、阻尼性能不足的关键问题。基于上述材料技术突破,进一步研发并制备出高性能阻尼减振降噪器。该产品在宽温域、高频振动环境下,展现出优异的能量耗散与噪声抑制特性,已成功应用于轨道交通车辆关键减震部位。实际应用中,不仅有效提升车辆运行平稳性与核心部件耐久性,更为突破行业技术瓶颈、推动高端减震降噪装备的自主开发与产业化应用,做出了实质性贡献。

  3. 单位名称:西安重装渭南橡胶制品有限公司
    单位贡献:在本项目实施过程中,重点开展非金属纳米陶瓷复合织物的结构设计、可控制备,以及其对聚氯乙烯糊树脂复合聚合物性能增强机制的研究。通过优化纳米陶瓷在织物中的负载工艺与空间分布,成功构建兼具优异界面活性与功能稳定性的增强骨架,显著提升复合织物的比表面积与反应活性。基于上述研究成果,创新开发出以非金属纳米陶瓷复合织物为增强骨架的新型整芯阻燃输送带产品。该产品不仅阻燃等级、抗氧化老化能力及机械强度显著提升,更能在高温高负载条件下保持优异的抗撕裂性与耐久性。通过与宝鸡文理学院合作,成功推动该产品实现规模化生产与工程应用,目前已广泛应用于矿山、冶金等高风险工业场合。项目不仅有效提升重大工业装备的安全运行水平,更为推动高端阻燃输送带的国产化进程与技术升级,做出了积极贡献。

  4. 单位名称:宝鸡市万合实业有限公司
    单位贡献:在本项目实施的过程中,开展了铁电纳米陶瓷改性聚丙烯/聚乙烯复合材料的关键技术研发与工程化推进工作。通过研究铁电纳米陶瓷的界面特性及其与聚烯烃基体的相互作用机制,提出了基于异质界面调控的材料增强方法,有效解决了纳米填料易团聚、界面结合弱等技术难题,显著提升了复合材料的综合性能。重点推进了该改性材料的中试放大与产业化实施。通过与合作高校协同攻关,优化了生产工艺流程,解决了规模化生产中的填料分散均匀性、工艺稳定性及产品一致性等工程难题,建立了成熟可靠的连续化生产线,成功实现了高性能铁电纳米陶瓷/聚烯烃复合材料的稳定量产。该材料已广泛应用于汽车零部件、高端包装、耐用消费品及民用管材等领域,显著提升了相关产品的性能水平和市场竞争力,为聚烯烃工业的高附加值化升级提供了坚实的技术支撑和产业化示范。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处