西南大学材料与能源学部材料科学系刘岗

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刘岗，西南大学副教授,英国伯明翰大学博士/博士后,重庆市“第四类人材”,2013年6月进入西南大学从事教学科研工作。主要研究方向：介电、铁电、压电陶瓷及其复合物；先进陶瓷成型工艺。
科研及教学改革项目：
  主持国家自然科学基金面上项目，国家自然科学基金青年基金，西南大学海外博士启动金及中央高校基本科研业务费；主研教育部留学回国启动金，法国SAFRAN  Microturbo公司和英国伯明翰大学联合应用研究项目“近净形制备微型涡轮机叶片用密实陶瓷”，英国研究理事会基础研究项目“多孔陶瓷制备与性能研究”等。主持重庆市教育教学改革项目和西南大学教育教学改革项目各一项。
学术论文：
在ACS Applied Materials and Interface, Carbon, Journal of European Ceramic Society, Scripta Materialia, Ceramics International, Journal of Alloys and Compounds, Materials Letters 等国际期刊上已发表SCI论文20多篇。
代表性论文
Gang Liu, Moataz M. Attallah, Mike Loretto, Emilie Herny, Yun Jiang, Tim W. Button Gel casting of sialon ceramics based on water soluble epoxy resin. Ceramics International, 2015, 41, 11534.
Yan Yan, Chao Ning, Zongzi Jin, Haoran Qin, Wenting Luo, Gang Liu*, The dielectric properties and microstructure of BaTiO3 ceramics with ZnNb2O5 composite addition. Journal of Alloys and Compounds, 2015, 646, 748.
Gang Liu, Tim W Button, Dou Zhang, Lamellar BaTiO3 and its composites fabricated by the freeze casting technique, Journal of the European ceramic society, 2014, 34,4083.
Gang Liu, Moataz M Attallahb, Yun Jiang, Tim W Button. Rheological characterization and shape control in gel-casting of nano-sized zirconia powders, Ceramics International, 2014, 40, 14405.
Gang Liu, Tim W Button. The effect of particle size in freeze casting of porous alumina–zirconia composite, Ceramics International, 39(7), 2013, 8507.
Gang Liu, Dou Zhang, Carl Meggs, Tim W Button. Porous Al2O3-ZrO2 composites fabricated by an ice template method. Scripta Materialia. 2010, 62(7), 466.
Gang Liu, Dou Zhang, Tim W Button. Preparation of concentrated barium titanate suspensions incorporating nano-sized powders. Journal of the European ceramic society, 2010, 30, 171.
Hongyan Li, Gang Liu, Bin Liu, Shoutian Chen. Dielectric properties of polylmide/Al2O3 hybrids synthesized by in-situ polymerization. Materials Letters. 2007, 61(7), 1507.
Kechao Zhou, Zhiyou Li, Yan Zhang, Dou Zhang, Gang Liu, Tim Button. Porous hydroxyapatite ceramics fabricated by an ice-templating method. Scripta Materialia. 2011, 64(5), 426.

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近日，刘岗教授课题组在钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷研究领域取得进展。相关成果以“Energy storage performance of BaTiO3-based relaxor ferroelectric ceramics prepared through a two-step process”为题再次发表在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》上。西南大学为该成果第一完成单位，重庆大学和西安交通大学为共同完成单位。

       钛酸钡（BaTiO3, BT）陶瓷是电子陶瓷的工业支柱，但因大的剩余极化（Pr）和低的介电击穿场强（BDS），造成其储能密度非常有限，难以满足电力电子设备小型化、轻量化的发展要求。为提高钛酸钡基陶瓷的储能密度，该工作利用固溶、掺杂手段破坏了铁电宏畴（纳米畴工程），有效降低了剩余极化和矫顽电场，并结合工艺优化提高了陶瓷的击穿电场强度，从而极大地提高了BT基无铅陶瓷的储能性能。
      Sr0.7Bi0.2TiO3固溶在BT中破坏其铁电体长程有序，Nd3+的进一步掺杂增强陶瓷的弛豫性，降低介电损耗，明显改善其储能性能。用VPP工艺代替传统的制备工艺后，陶瓷的致密度显著提高，使BDS大幅提高。采用“两步法”策略制备的(Ba0.65Sr0.245Bi0.07)0.99Nd0.01TiO3（BT-SBT-NdVPP）陶瓷在460 kV/cm下获得了4.2 J/cm3的超高储能密度，且其在300 kV/cm下具有良好的温度（30~100℃）和频率（10~400 Hz）稳定性（Wrec = ~2.6 J/cm3）。此外，该陶瓷在30～150℃和350 kV/cm电场下具有优异的脉冲性能。
      该工作也是继 Chemical Engineering Journal 398 (2020) 125625、Chemical Engineering Journal 412 (2021) 127555、Journal of Materiomics 6 (2020) 677-691、Journal of the European Ceramic Society 39 (2019) 3057-3063等工作后，该课题组在无铅介电储能陶瓷领域取得的又一重要进展。
       该项研究工作得到了国家自然科学基金面上项目、重庆市基础研究与前沿技术项目资助和电力设备电气绝缘国家重点实验室开放课题的资助。
Chemical Engineering Journal 2021 (419) 129673.
        论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.129673