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【优博论文一】记2021年陕西省优博论文获得者王伟

2021-12-13        点击:

编者按:研究生教育肩负着高层次人才培养和创新创造的重要使命,是国家发展、社会进步的重要基石。博士研究生教育是国民教育的顶端,是国家核心竞争力的重要体现。为深入贯彻习近平总书记关于研究生教育工作重要指示和李克强总理批示,推动研究生教育适应党和国家事业发展需要,为营造良好学风,近年来省级优秀博士学位论文获奖情况进行阶段性总结,以勉励后者,树立榜样,未来可期,现推出“陕西省优秀博士学位论文”系列报道。

 

一、个人简介

王伟,男,博士,讲师。陕西科技大学2019届博士研究生,毕业于机电工程学院轻工装备及控制专业,现就职于陕西工业职业技术学院。主要从事光热吸收材料功能化调控及应用,脉冲等离子碳膜制造及光学应用研究,在Journal of Materials Chemistry A、Solar RRL、Solar Energy Materials and Solar Cells、Solar Energy等刊物发表SCI论文10篇,EI 1篇,中文核心6篇,授权国家发明专利3项,实用新型专利10余项,一篇论文被Materials Views China国际知名学术媒体作为研究亮点评述。现主持博士后面上课题1项,省部级课题3项,校级课题3项,横向项目10万。荣获2018年博士研究生国家奖学金等荣誉,指导学生荣获“互联网+”省级铜奖、“挑战杯”省级一等奖、“振兴杯”全国复赛优胜奖等。2020年在陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室从事在站博士后工作。

学校党委书记姚书志教授(左)、时任校长马建中教授(右)为王伟博士颁发证书、授位

二、论文简介

《自掺杂Me-MeOx纳米复合光热转换涂层的设计、制备及性能研究》 ,首次提出自掺杂调控设计概念,实现自掺杂氧化钨金属陶瓷光热涂层的连续磁控溅射工艺设计,提出单一靶材有限量反应溅射过程的迟滞效应,利用靶电压作为反馈量闭环调节反应气体流量实现工艺稳定的控制方案,同时提出新的减反射思路,解决了对传统的氧化硅、氧化铝和氮化铝减反射层的依赖性,突破了复杂的共溅射技术、以及昂贵的合金靶材的大面积工业化应用限制。所提出自掺杂涂层的光学性能优异、结构简单、工艺成本低、拓展性强,适合于低价大规模的连续工业级生产。围绕主动式调控人体温度的难题,提出一种全天候制热人体赋能的多功能制涂层织物,集成了被动辐射制热与太阳制热的双重制热模式,突破了被动式调控人体温度的应用限制。 

该研究的创新性在于:(1)引入自掺杂设计思路,制备了一种光学性能梯度渐变的多层光热转换涂层,实现从金属性质过渡到金属陶瓷性质,再到介质性质的演变;(2)利用单一靶材的有限量反应溅射,使金属纳米粒子弥散于非晶介质中,制备了光学吸收性能优异的新型自掺杂金属陶瓷;(3)揭示了涂层中元素扩散和氧化对光学吸收性能和微观结构的影响规律,阐明温度诱发的自掺杂金属陶瓷的热失效机理;(4)自掺杂金属陶瓷应用于柔性织物,探究了涂层的制热能力(比空白织物高5~10 ℃),揭示了自掺杂光热涂层的可穿戴吸热调控作用。

三、导师评语

导师文怀兴教授(左)第二导师王成兵教授(右)与王伟博士合影

本研究针对传统多靶共溅射技术存在的结构工艺复杂、成本高的难题,将自掺杂设计引入到光热转换涂层的设计中,仅仅利用单个靶材的有限量反应溅射技术,实现了自掺杂金属陶瓷薄膜的大面积连续级溅射工艺,设计了两种新型自掺杂氧化钨和氧化钼梯度渐变光热转换涂层,满足于低价大规模的连续工业级生产。同时设计了一种超薄的纳米梯度光热吸收薄膜,应用于可穿戴的人体热量调控技术中,解决了常规焦耳热效应的被动式加热问题,实现主动式吸收太阳辐射对人体温度进行调控。该研究为新型光热功能材料的研究提供了新的理论基础和技术支撑,在可穿戴智能温控纺织技术领域具有非常重要的研究指导意义。

四、代表性成果

[1]Wei Wang, Huaixing Wen, Xi Huan, Jinbu Su, Weike Wang, Jing Shi, Chengbing Wang. One-step reactive sputtering of novel MoOxnanogradient absorber for flexible and wearable personal passive heating.Solar RRL, 2020, 4, 2000055.

[2]Wei Wang, Huaixing Wen, Jing Shi, Jinbu Su, Zhengtong Li, Chengbing Wang, Xingbin Yan. An ultrathin, nanoplasmonic and substrate-independent WOxbased film as a high performance flexible solar absorber.Solar RRL, 2019, 3, 1900180.

[3]Wei Wang, Huaixing Wen, San Ling, Zhengtong Li, Jingbu Su, Chengbing Wang. Self-doped W-WOxnanocermet multilayer films fabricated by single tungsten target reactive sputtering for selective solar absorption.Journal of Materials Chemistry A, 2018, 6, 15690- 15700.

[4]Wei Wang, Xi Huan, Chengbing Wang. Self-organization of Mo nanoparticles embedded in MoOxmatrix for efficient solar energy absorption.Solar Energy, 2020, 208, 665-673.

[5]Wei Wang, Huaixing Wen, Nairu He, Wei Chen. Effect of load on tribological properties of silicon nitride/steel under rolling sliding contact condition.Tribology International, 2018, 125, 27-38.

五、校友寄语

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