学科专业评审组:材料科学组
项目名称:电磁复合材料控形控性及应用服役技术
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:二等奖
提名单位意见: 提名意见: 由陕西科技大学、天津大学、南京理工大学、西安石油大学、上海市计量测试技术研究院有限公司、江西悦安新材料股份有限公司、西安英利科电气科技有限公司、共同完成的《电磁复合材料控形控性及应用服役技术》完成了高性能吸波材料及其复合材料的理论设计、制备工艺、加工技术及应用的全过程研究,形成了围绕吸波材料性能调控、机理机制研究、测试组装方法、多功能电磁功能器件开发等一系列高水平科技成果。该项目的研究成果为提升宽频域、多功能电磁材料的开发及应用提供了新的材料与技术支撑,应用前景广阔、社会及经济效益显著。项目成果总体达到国际先进水平。提名材料齐全、规范,经完成单位公示,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。 提名该项目为陕西省科学技术进步奖二等奖。
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:黄文欢
    排名:1
    行政职务:副院长
    技术职称:教授
    工作单位:陕西科技大学
    对本项目技术创造性贡献:科技创新1中开发基于纳米技术的电磁复合材料制备方法面临多项技术难题,有效解决纳米粒子的精确控制与批量生产的平衡,纳米粒子与基体材料的兼容性与界面稳定性,高活性纳米材料的稳定性问题等问题。成果1,2,3,4的主要完成人。
    曾获国家科技奖励情况:陕西省三秦英才特殊支持计划-青年拔尖人才(2023年);陕西省“科学家+工程师”创新团队首席科学家(2023年);陕西省科技新星(2022年);陕西省高校科协青年人才托举计划(2021年);陕西省化学优秀青年奖(2024年);第三届全国超材料大会-优秀青年学者(2024年);陕西省高校科学技术奖一等奖(厅局级)(2022年)(第1完成人);中国石油和化工教育教学优秀成果二等奖(国家级)(2022年)(第4完成人)
  2. 姓名:马嘉呈
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:陕西科技大学
    对本项目技术创造性贡献:科技创新1中开发基于纳米技术的电磁复合材料制备方法面临多项技术难题,有效解决纳米粒子与基体材料的兼容性与界面稳定性, 高活性纳米材料的稳定性问题等问题。成果1,3的主要完成人。
    曾获国家科技奖励情况:无
  3. 姓名:吴凡
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:天津大学
    对本项目技术创造性贡献:在科技创新2中首创多层阻抗渐变宽频吸波复合材料,引入分布式估计算法(IEDA),研发自适应材料分层技术先进控制算法,精细控制微观结构。科技创新3中提出多限域电磁耦合界面技术,多尺度结构的精细控制。成果3,5,7,10的主要完成人。
    曾获国家科技奖励情况:2022.08,全军科技进步二等奖, 2022.08,江苏省二等奖,科莫特纺-地面雷达隐身技术领军者 2023.12,国金,科莫特纺-地面雷达隐身技术领军者
  4. 姓名:康祎璠
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:陕西科技大学
    对本项目技术创造性贡献:科技创新1中开发基于纳米技术的电磁复合材料合成和性能调控面临多项技术难题,以及纳米材料与基材间的稳定性问题。成果1,3,4,5,6,8的主要完成人。
    曾获国家科技奖励情况:2022年陕西省高等学校科学技术研究优秀成果奖一等奖(第四完成人)
  5. 姓名:张亚男
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:陕西科技大学
    对本项目技术创造性贡献:科技创新1中创新纳米粒子的精确控制技术,显著提升材料性能一致性,通过结构调控技术增强了材料本征性能。成果1,3,5,8,9的主要完成人。
    曾获国家科技奖励情况:陕西省高等学校科学技术研究优秀成果奖 第二完成人
  6. 姓名:刘潼
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:西安石油大学
    对本项目技术创造性贡献:科技创新1中提出了自适应纳米特征结构,提高了其环境稳定性。成果1,2,5的主要完成人。
    曾获国家科技奖励情况:无
  7. 姓名:陈超婵
    排名:7
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:上海市计量测试技术研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:科技创新2中,研发自适应材料分层技术先进控制算法,科技创新3中,微观结构自适应调控技术:通过自适应控制技术,根据外部电磁环境的变化动态调整微观结构。成果7的主要完成人。
    曾获国家科技奖励情况:获得2011年上海市标准化优秀学术成果:电磁屏蔽及防护材料关键技术标准研究; 2014年电工标准-正泰创新奖;三等奖:电磁屏蔽及防护材料关键技术标准研究;2014年中国计量测试学会科学技术进步奖三等奖:材料屏蔽效能测量装置研制及应用研究);获得 2015年上海市标准化技术成果奖三等奖:GBT 30142平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测量方法;获得2017年度中国计量测试学会科学技术进步奖三等奖:新型电磁材料关键参数测量
  8. 姓名:陶诗飞
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:南京理工大学
    对本项目技术创造性贡献:科技创新2中首创多层阻抗渐变宽频吸波复合材料,引入分布式估计算法(IEDA),研发自适应材料分层技术先进控制算法,精细控制微观结构。成果10的主要完成人。
    曾获国家科技奖励情况:无
  9. 姓名:王兵
    排名:9
    行政职务:总经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:江西悦安新材料股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:在科技创新3中,提出微观结构自适应调控技术:通过自适应控制技术,根据外部电磁环境的变化动态调整微观结构;轻量化材料技术:采用中空结构纳米材料串联方案和优化制造工艺,大幅减轻了材料的重量。项目实施,专利成果的推广应用。
    曾获国家科技奖励情况:无
  10. 姓名:吉少波
    排名:10
    行政职务:总工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安英利科电气科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:在科技创新3中,提出(1)轻量化材料技术:采用中空结构纳米材料串联方案和优化制造工艺,大幅减轻了材料的重量(2)多限域电磁耦合界面技术:通过在微纳米尺度上构建软磁与介电界面,增强了界面处的电磁耦合作用项目实施专利成果的推广应用。
    曾获国家科技奖励情况:1、1989年7月获国家教委科技进步二等奖(证书号:8902004) 2、1991年12月获纺织工业部科技进步三等奖(证书号:001639)
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:陕西科技大学
    单位贡献:围绕电磁波吸收材料的形状可控和性能自主调节两方面,聚焦于纳米吸波材料制备的核心工艺和组装技术,通过坚持不懈的研发和性能迭代优选,形成了吸波材料控形控性技术标准和产业规范本项目创新开发出纳米技术控制电磁材料复合技术,开发稳定性高且强吸收的纳米复合材料,有效解决了领域难题:①纳米粒子的精确控制与批量生产的平衡:制备电磁复合材料时,通过纳米技术对纳米粒子的尺寸、形状和分布进行精确控制。实现其在批量生产过程中的精细控制,尤其是在高温或高速的生产条件下。增强了纳米粒子在不稳定工艺条件下均匀分散性(稳定时间长达1年),提高了材料性能的一致性和可靠性;②纳米粒子与基体材料的兼容性与界面稳定性:在电磁复合材料中,采用多重偶联技术增强纳米粒子与基体材料之间的兼容性和界面稳定性,优化了界面匹配性,强化了复合材料的电磁波吸收性能,降低了界面处的应力集中和化学不稳定性,延长了复合材料的使用寿命,实验结果表明,界面稳定性高的材料吸波效率可提升高达20%以上。

  2. 单位名称:天津大学
    单位贡献:首创多层阻抗渐变宽频吸波复合材料的电磁散射模型,有效优化了等效阻抗与自由空间的匹配性。引入分布式估计算法(IEDA),通过平衡局部搜索和全局搜索的能力,减少了必需的仿真次数,从而提高了设计过程的效率和鲁棒性。该算法能有效探索解空间,快速收敛至最优解,模拟次数减少了约40%,同时仿真时间缩短了30%;②采用电化学层层自组装方法,通过调节电解液的组成和电化学参数(如电压、电流和时间),可以精确控制沉积层的厚度和成分,通过精确调控每层的材料特性和厚度,实现了与自由空间的阻抗匹配,极大提高了吸波性能,经过优化的多层结构,吸波频带由10.2-12.8 GHz扩展至7.5-16.9GHz,覆盖X、C和Ku波段,相对带宽提升至77.1%;

  3. 单位名称:南京理工大学
    单位贡献:该校研发自适应材料分层技术先进控制算法,自动调整复合材料中每一层的厚度和成分,从而实时响应环境变化和操作频率的需求。这种技术利用传感器反馈和实时数据处理来监测环境条件,并基于预设的性能参数调整材料层的结构,自适应分层技术能够在宽范围频率(如2 GHz至18 GHz)内调整吸波特性,确保材料达到最佳吸收性能。实际应用中,此技术可以使得吸波频带宽度和吸收率根据需要增加10%至30%,满足更广泛的应用场景需求。

  4. 单位名称:西安石油大学
    单位贡献:科技创新1中提出了自适应纳米特征结构,提高了其环境稳定性。成果1,2,5的主要完成人。

  5. 单位名称:上海市计量测试技术研究院有限公司
    单位贡献:通过精密的纳米技术手段对材料的微观结构进行精细控制,优化电磁波在材料内部的散射和吸收路径。采用纳米级精度的结构调整,如纳米孔隙、纳米纤维、或纳米颗粒嵌入,以增强材料内部电磁波的多次散射和能量耗散效果,通过优化的微观结构设计,材料的内部散射效率平均提高20%以上,有效提升了吸波性能,并且在特定频段中,吸波效率可以提高至30%,显著增强了材料的整体性能。提出了电磁波网络桥接耗散机制,该机制通过优化材料的微观结构有效增强了内部的电磁耗散路径,利用此机制设计的材料,吸波效率比传统材料提高了40%,尤其是在高频段表现出色。

  6. 单位名称:江西悦安新材料股份有限公司
    单位贡献:本项目团队首创软磁/介电异质界面限域电磁耦合增强新策略,发明了一种多元、多尺度、多界面电磁耦合的性能调控方法,极大地提升了吸波材料的性能和适应性:①多限域电磁耦合界面技术:通过在微纳米尺度上构建软磁与介电界面,增强了界面处的电磁耦合作用,提升了材料的吸波效率和频宽,通过优化耦合界面,实现了反射损耗的显著降低,部分频段内损耗达到-40 dB以上。同时开发了一套创新的低维磁性吸波材料技术,通过精确控制微观结构与物质的磁场诱导,显著提升了材料的轻量化和吸波效率。①开发了永磁体磁场诱导生长装置,选用钕铁硼或钐钴作为永磁材料,基于ANSYS Maxwell模块进行电磁布局和参数的优化,并使用霍尔效应传感器实时监测磁场的强度和均匀性,该装置使用强大的永磁体产生稳定的磁场,精确控制材料在磁场中的生长方向和速率,实现对材料微观结构的精细调控,通过这种方法制备的材料,其结构精度提高了25%,从而使吸波性能在关键频段内提升超过30%

  7. 单位名称:西安英利科电气科技有限公司
    单位贡献:该公司提出微观结构自适应调控技术:通过自适应控制技术,根据外部电磁环境的变化动态调整微观结构,以维持最佳吸波性能,在动态电磁环境测试中,材料能够自动调整其结构,保持吸波性能稳定,性能退化率低于5%;④轻量化材料技术:采用中空结构纳米材料串联方案和优化制造工艺,大幅减轻了材料的重量,新型材料的密度降低了50-70%,在不牺牲性能的前提下大幅提高了结构的轻便性。

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