褚祥诚 副研究员 北京市 研究领域: 研究方向: 1、高性能压电陶瓷材料及制备科学 2、低温与高性能兼优的压电陶瓷材料及其叠层压电陶瓷制备科学 3、基于压电陶瓷的精密驱动技术及其应用 4、压电陶瓷电机(超声波电机) 5、压电扬声器及其声学检测技术 6、压电光学聚焦、变焦技术 7、压电多自由度触摸屏、透明触摸屏技术 8、压电传感、公路传感、无人机避障雷达技术 9、压电喷墨头及其3D打印技术 所在单位: 清华大学

基本信息

所在单位:
清华大学
机构细分:
材料学院
单位类型:
高等院校
职务:
​副研究员
职称:
副研究员
教育经历:
1990.09- 1994.07 哈尔滨工业大学 精密仪器系 机械设计与仪器制造工程专业 学士;
1994.09- 1996.07 哈尔滨工业大学 精密仪器系 机械制造专业 硕士;
1996.09- 1999.10 哈尔滨工业大学 机电工程学院 机械电子工程专业 博士
工作经历:
2000.01- 2002.09 清华大学 材料科学与工程系 博士后;
2002.09- 2003.12 清华大学 材料科学与工程系 助理研究员;
2003.12至今 清华大学 材料科学与工程系 副研究员;
2007.06至今 清华大学 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室 主任助理
专家荣誉:
1.2013年获总装备部军队科技进步二等奖“某某原型样机”,J20130219-10;
2.2010年主持的面上基金“多层压电陶瓷激振机理研究”,获国家自然基金委员会和中国工程物理研究院颁布的国家安全学术基金NSAF优秀奖;
3.2009年获全国第四届“发明创业奖”特等奖,授予“当代发明家”荣誉称号;
4.2007年中国电子信息科学技术三等奖:“机械触点式自消除步进累积误差的新型超声波电机”,证书号:KJ2007-3-13-R01;
5.2006年获北京市科技新星人才支持计划;
6.2006年获教育部新世纪优秀人才支持计划;
7.2004年陕西省科学技术三等奖:“片型多层压电陶瓷变压器及其背光电源”,证书号:03-3-31-R4。

科研能力

研究方向:
1、高性能压电陶瓷材料及制备科学
2、低温与高性能兼优的压电陶瓷材料及其叠层压电陶瓷制备科学
3、基于压电陶瓷的精密驱动技术及其应用
4、压电陶瓷电机(超声波电机)
5、压电扬声器及其声学检测技术
6、压电光学聚焦、变焦技术
7、压电多自由度触摸屏、透明触摸屏技术
8、压电传感、公路传感、无人机避障雷达技术
9、压电喷墨头及其3D打印技术
中文标签:
无铅压电陶瓷;有限元分析;多层压电陶瓷;振动模态;有限元法;共烧;锆钛酸钡;压电传感器;压电驱动器;超声电机
英文标签:
Piezoelectric Ceramic;FEM;Ferroelectricity;Thin Films;PZT;Piezoelectric;FEA;Ultrasonic Motor;Piezoelectric Motor;Fatigue
研究成果:
近期论文(及专利)
1.Xiangcheng Chu, Zuojin Zhong, Cong Zhu, Yanqiang Zhao, and Longtu Li, A novel low-voltage non-resonant piezoelectric linear actuator based on two alternative principles, FERROELECTRICS, 2016, VOL. 505, 147–158
2.Cong Zhu, Xiangcheng Chu, Songmei Yuan, Zuojin Zhong, Yanqiang Zhao, Shuning Gao. Development of an ultrasonic linear motor with ultra-positioning capability and four driving feet, Ultrasonics 72 (2016) 66–72
3.Yanqiang Zhao, Songmei Yuan, Xiangcheng Chu, Shuning Gao,  Zuojin Zhong, and Cong Zhu, Ultrasonic micro-motor with multilayer piezoelectric ceramic and chamfered driving tips, REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 87, 095108 (2016)
4.Gao, Renlong; Chu, Xiangcheng; Huan, Yu; Zhong, Zuojin; Wang, Xiaohui; Li, Longtu, Ceramic-electrode inter-diffusion of (K, Na)NbO3-based multilayer ceramics with Ag0.7Pd0.3 electrode, Journal of the European Ceramic Society, v 35, n 1, p 389-392, January 1, 2015
5.Gao, Renlong; Chu, Xiangcheng; Huan, Yu; Sun, Yiming; Liu, Jiayi; Wang, Xiaohui; Li, Longtu, A study on (K, Na) NbO3 based multilayer piezoelectric ceramics micro speaker, Smart Materials and Structures, v 23, n 10, October 1, 2014
6.Gao, Ren-Long; Chu, Xiang-Cheng; Huan, Yu; Wang, Xiao-Hui; Li, Long-Tu, Investigation on co-fired multilayer KNN-based lead-free piezoceramics, Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science, v 211, n 10, p 2378-2383, October 2014, EI, SCI
7.Gao, Ren-Long; Chu, Xiang-Cheng; Huan, Yu; Wang, Xiao-Hui; Li, Long-Tu, (K, Na) NbO3 based piezoceramics prepared by a two-step calcining and ball milling route, Materials Letters, v 123, p 242-245, May 15, 2014
8.Chu, Xiangcheng; Wang, Jiawei; Yuan, Songmei; Li, Longtu; Cui, Hongchao, A screw-thread-type ultrasonic actuator based on a Langevin piezoelectric vibrator, Review of Scientific Instruments, v 85, n 6, June 2014
9.Chu, Xiang-Cheng; Xu, Ya-Nan; Li, Long-Tu, Hydrothermal synthesis and effects of pH values on properties of CdWO4 powders, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, v 25, n 6, p 2601-2604, June 2014
10.Chu, Xiang-Cheng; Gao, Ren-Long; Huan, Yu; Wang, Xiao-hui; Li, Long-Tu, Effects of the co-addition of Li, Sb, Ta on the phase structure and piezoelectric properties of (Na, K)NbO3 lead free piezoceramics, RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING, v 42 n 1A, p130-134, 2013
11.Chu, Xiang-Cheng; Liu, Jia-Yi; Gao, Ren-Long; Chang, Jie; Li, Long-Tu, Design and analysis of a piezoelectric material based touch screen with additional pressure and its acceleration measurement functions, Smart Materials and Structures, v 22, n 12, December 2013
12.Chu, Xiang-Cheng; Xu, Ya-Nan; Yuan, Song-Mei; Wang, Ling; Liu, Ming; Li, Long-Tu, A novel WIM sensor for highway based on PVDF piezoelectric material, Journal of Vibration, Measurement and Diagnosis, v 33, n 3, p 351-356, June 2013
13.Wang, Lin; Chu, Xiang-Cheng; Liu, Jia-Yi; Li, Long-Tu, Research of the piezoelectric touch panel based on PVDF, RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING, v 42 n 1A, p139-141, 2013
14.Xu, Ya-Nan; Chu, Xiang-Cheng, Piezoceramic stack actuators for micropositioning stage, Key Engineering Materials, v 512-515, p 1337-1341, 2012
15.Chu, Xiangcheng; Ding, Li-Dan; Meng, Xiang-Yu; Li, Long-Tu, Vibration and temperature measuring experiments on multilayer piezoelectric actuator, Advanced Materials Research, v 177, p 306-309, 2011
16.Ding, Li-Dan; Chu, Xiang-Cheng; Li, Long-Tu, Environmental stability of the step-down multilayer piezoelectric transformer, RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING, v 40 n 1, p455-458, 2011
17.Chu, Xiang-Cheng; Chen, Xiang-Yu; Ma, Long; Li, Long-Tu, A miniature high-speed piezoelectric motor with a disk-pivot structure, INTERNATIONAL JOURNAL OF MODERN PHYSICS B, v 24, n 15-16, p2404-2409, JUN 2010
18.Chu, Xiangcheng; Bi, Xiaopeng; Li, Longtu, Relevant basic scientific issues in multi-layer piezoelectric ceramics, Journal of the Chinese Ceramic Society, v 37, n 6, p 1055-1062, June 2009
19.Bi, Xiao-Peng; Chu, Xiang-Cheng; Ji, Ye; Li, Long-Tu, Structural design and experimental research of a novel piezoelectric actuator, Journal of Synthetic Crystals, v 38, n SUPPL. 1, p 25-27, August 2009
20.Meng, Xiang-Yu; Chu, Xiang-Cheng; Bi, Xiao-Peng; Li, Long-Tu, Process and analysis of multilayer piezoelectric ceramic for micro-motor, Journal of Synthetic Crystals, v 38, n SUPPL. 1, p 72-76, August 2009
21.Chu, Xiang-Cheng; Wu, Jun-Fei; Xu, Zhi-Han; Li, Long-Tu, Vibration and fatigue of multilayer piezoelectric transformer, RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING, v 38 n 2, p226-229, 2009
22.Wu, Jun-Fei; Chu, Xiang-Cheng; Ji, Ye; Zhong, Liang; Li, Long-Tu, Design and property of a square cylinder type piezoelectric ultrasonic micromotor, RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING, v 38 n 2, p245-248, 2009
23.Chen, Xiangyu; Chu, Xiangcheng; Li, Longtu, Design and experimental study of piezoelectric ceramics linear motor, RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING, v 38 n 2, p241-244, 2009
24.Chu, Xiang-Cheng; Chen, Xiang-Yu; Li, Long-Tu, Disk-pivot structure micro piezoelectric actuator with bimorph, Optics and Precision Engineering, v 16, n 12, p 2366-2370, December 2008
25.Chu, Xiangcheng; Ma, Long; Yuan, Songmei; Li, Mengkai; Li, Longtu, Two-dimensional optical scanning of a piezoelectric cantilever actuator, Journal of Electroceramics, v 21, n 1-4 SPEC. ISS., p 774-777, December 2008
26.Wang, Baowei; Chu, Xiangcheng; Li, Longtu, A piezoelectric micropump based on MEMS fabrication, Key Engineering Materials, v 368-372 PART 1, p 215-217, 2008
27.Chu, Xiangcheng; Huang, Jinding; Li, Longtu; Gui, Zhilun, Finite element analysis and design of monolithic multilayer piezoelectric micromanipulator, Key Engineering Materials, v 368-372 PART 1, p 218-220, 2008
28.Ji, Ye; Chu, Xiangcheng; Li, Longtu; Gui, Zhilun, A novel piezoelectric micro-motor using multilayer co-firing piezoelectric ceramics, Key Engineering Materials, v 368-372 PART 1, p 208-210, 2008
29.Chu, Xiangcheng; Long, Ma.; Li, Longtu; Gui, Zhilun, A micro piezoelectric motor with a disk-pivot structure, Key Engineering Materials, v 368-372 PART 1, p 202-203, 2008
30.Wang, Baowei; Chu, Xiangcheng; Li, Enzhu; Li, Longtu; Gui, Zhilun, Properties of (Na, Bi)TiO3-Ba(Zr, Ti)O3 lead-free piezoelectric ceramic, RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING, v 37 n 1, p493-495, JAN 2008
31.Long, Ma; Xiangcheng, Chu; Longtu, Li; Songmei, Yuan, Resonant modes of piezoelectric disc structure and their application in micro ultrasonic motors, Key Engineering Materials, v 336-338 I, p 345-347, 2007
32.Wang, Baowei; Chu, Xiangcheng; Li, Enzhu; Li, Longtu; Gui, Zhilun, Preparation and properties of K doped (Bi, Na)TiO3-Ba(Zr, Ti)O3 lead-free piezoelectric ceramic, RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING, v 36 n 1, p425-427, 2007
33.Chu, Xiangcheng; Huang, Jinding; Li, Sixian; Li, Lontu; Gui, Zhilun, Simulation of 3-D multilayer piezoelectric micromanipulator, RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING, v 36 n 1, p513-516, 2007
34.Chu, Xiangcheng; Yan, Renbo; Gong, Wen; Li, Lontu, Analysis of dynamic response for piezoelectric vibration converter by finite element simulation, Key Engineering Materials, v 336-338, p 335-337, 2007
35.Wang, Baowei; Chu, Xiangcheng; Li, Enzhu; Li, Longtu, Simulations and analysis of a piezoelectric micropump, Ultrasonics, v 44, n SUPPL., p e643-e646, December 22, 2006
36.Chu, Xiangcheng; Ma, Long; Li, Longtu, A disk-pivot structure micro piezoelectric actuator using vibration mode B11, Ultrasonics, v 44, SUPPL., p e561-e564, December 22, 2006
37.褚祥诚等。单节径非轴对称振动模式的压电膜微电机。发明专利,授权号ZL01144588.2;
38.褚祥诚等。通用的中空结构大力矩环形压电超声波电机。发明专利,授权号ZL02125283.1;
39.李龙土,阎立,褚祥诚等。可轴输出力矩的圆棒状压电陶瓷微马达。发明专利,授权号ZL03146160.3;
40.褚祥诚等。可实现正反向流体流动的行波驱动压电陶瓷泵。发明专利,授权号ZL200510012197.1;
41.李龙土,李恩竹,褚祥诚。钛酸铋钠-钛酸铋钾-锆钛酸钡无铅压电陶瓷。发明专利,授权号ZL200510085014.9;
42.褚祥诚等。一种低压驱动的压电马达。发明专利,授权号ZL200710177966.2;
43.褚祥诚等。采用兰杰文振子结构的压电螺纹驱动器。发明专利,授权号ZL200710304683.X;
44.褚祥诚等。采用双足驱动的直线压电驱动器。发明专利,授权号ZL200810114964.3;
45.褚祥诚等。多足直线压电驱动器与工作台。发明专利,授权号201010131680.2;
46.褚祥诚。采用叉指或螺旋电极的压电扬声器。实用新型专利,授权号ZL200920246678.2;
47.褚祥诚。一种采用叉指或螺旋电极的压电扬声器。发明专利,授权号ZL200910088958.X;
48.褚祥诚。一种采用新型约束方式的压电扬声器。实用新型专利,授权号ZL200920110607.X;
49.褚祥诚等。可折叠、可柔性变形的压电触摸屏。发明专利,201110308151.X;
50.褚祥诚等。边角多点分布的感知位置、力和加速度的压电式触屏。发明专利,201110274076.X;
51.褚祥诚。变宽度的弯折或螺旋结构的压电发电装置。实用新型专利,授权号ZL201120320528.9;
52.褚祥诚等。基于压电悬臂梁的压电扬声器,发明专利授权号,ZL201110296497.2;
53.褚祥诚。锯齿状阵列式压电扬声器组。实用新型专利,授权号ZL201120370656.4;
54.褚祥诚。一种圆筒形压电发声系统。实用新型专利,授权号ZL201120379170.7;
55.褚祥诚等。一种采用PVDF的高速公路压电动态称重传感器。实用新型专利,授权号ZL201320627939.1;
56.褚祥诚等。基于压电螺纹驱动技术的微动台。发明专利,201310113307.8;
57.褚祥诚等。一种基于压电螺纹驱动技术的微动台。实用新型专利,授权号ZL201320161260.8;
58.褚祥诚等。可感知触控力度和精准定位的电容-压电复合式触摸屏。发明专利,201310116488.X;
59.褚祥诚等。一种铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件及其制备方法。发明专利, 201410254002.3
发明专利:
1. 一种电隔离保护装置
佛山(华南)新材料研究院
陈缔; 阮兆辉; 蒋大梅; 曹巍; 杨永照; 褚祥诚; 黄伟杰; 杨莞榕
公开日期: 2023-12-08 申请日期: 2023-02-02 公开号: CN220154521U

2. 压电陶瓷形变测量装置
佛山(华南)新材料研究院
陈缔; 阮兆辉; 蒋大梅; 杨莞榕; 褚祥诚
公开日期: 2023-06-13 申请日期: 2022-12-14 公开号: CN219178504U

3. 压电陶瓷形变测试的方法和装置
佛山(华南)新材料研究院
陈缔; 杨莞榕; 蒋大梅; 褚祥诚
公开日期: 2023-06-06 申请日期: 2023-02-07 公开号: CN116222410A

4. 一种压电陶瓷测试夹具
佛山(华南)新材料研究院
陈缔; 曹巍; 黄伟杰; 杨莞榕; 蒋大梅; 褚祥诚
公开日期: 2023-05-16 申请日期: 2022-11-29 公开号: CN219038632U

5. 改性锡粉及其制备方法、锡膏
佛山(华南)新材料研究院
陈缔; 杨莞榕; 蒋大梅; 褚祥诚
公开日期: 2023-01-17 申请日期: 2022-12-20 公开号: CN115609184A

6. 一种电滞回线测量系统及方法
佛山(华南)新材料研究院
陈缔; 蒋大梅; 邓世捷; 李家杨; 褚祥诚
公开日期: 2022-04-12 申请日期: 2021-12-23 公开号: CN114325120A

7. 叠层式压电喷头和包括该喷头的喷涂设备
北京派和科技股份有限公司; 佛山市陶瓷研究所股份有限公司; 清华大学
褚祥诚; 仲作金; 高书宁
公开日期: 2018-05-18 申请日期: 2015-12-28 公开号: CN106915161B

8. 指状悬臂式压电喷头及其加工方法以及喷涂设备
UNIV TSINGHUA; PAIHE SCIENCE & TECH HOLDING CO LTD BEIJING; FOSHAN CERAM RES INST CO LTD
CHU XIANGCHENG; ZHONG ZUOJIN; GAO SHUNING
公开日期: 2017-06-13 申请日期: 2015-12-07 公开号: CN106827813A

9. 可感知触控力度和精准定位的电容-压电复合式触摸屏
精拓丽音科技(北京)有限公司; 清华大学
褚祥诚; 刘佳燚; 袁世明
公开日期: 2016-06-15 申请日期: 2013-04-03 公开号: CN103197821B

10. 边角多点分布的感知位置、力和加速度的压电式触摸屏
清华大学
褚祥诚; 刘佳燚
公开日期: 2015-08-19 申请日期: 2011-09-15 公开号: CN102339164B

11. 压电振子及包括该压电振子的精密位移平台
北京派和科技股份有限公司
赵艳强; 崔宏超; 褚祥诚
公开日期: 2014-12-31 申请日期: 2014-07-25 公开号: CN204068758U

12. 打印喷头压电元件及其制备方法
FOSHAN NANHAI JINGANG NEW MATERIAL CO LTD; FOSHAN CERAMICS RES INST
ZHOU MEI; FENG BIN; ZHONG XIAOKE; CHU XIANGCHENG
公开日期: 2014-12-24 申请日期: 2013-06-14 公开号: CN104230332A

13. 打印喷头压电元件及其制备方法
FOSHAN NANHAI JINGANG NEW MATERIAL CO LTD; FOSHAN CERAMICS RES INST
ZHOU MEI; FENG BIN; ZHONG XIAOKE; CHU XIANGCHENG
公开日期: 2014-12-24 申请日期: 2013-06-14 公开号: CN104230332A

14. 多驱动触点仿生直线压电驱动器及精密微动台
北京派和科技股份有限公司
祝聪; 崔宏超; 褚祥诚
公开日期: 2014-12-10 申请日期: 2014-07-25 公开号: CN204013280U

15. 驱动器、光学智能镜头及电子产品
北京派和科技股份有限公司
季叶; 崔宏超; 褚祥诚
公开日期: 2014-12-10 申请日期: 2014-07-30 公开号: CN204013281U

16. 压电振子及包括该压电振子的精密位移平台
北京派和科技股份有限公司
赵艳强; 崔宏超; 褚祥诚
公开日期: 2014-10-29 申请日期: 2014-07-25 公开号: CN104124891A

17. 压电振子及包括该压电振子的精密位移平台
北京派和科技股份有限公司
赵艳强; 崔宏超; 褚祥诚
公开日期: 2014-10-29 申请日期: 2014-07-25 公开号: CN104124891A

18. 一种铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件及其制备方法
北京派和科技股份有限公司; 清华大学
褚祥诚; 高仁龙; 李龙土
公开日期: 2014-09-17 申请日期: 2014-06-09 公开号: CN104051606A

19. 一种铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件及其制备方法
北京派和科技股份有限公司; 清华大学
褚祥诚; 高仁龙; 李龙土
公开日期: 2014-09-17 申请日期: 2014-06-09 公开号: CN104051606A

20. 基于压电悬臂梁的压电扬声器
清华大学
褚祥诚; 王林
公开日期: 2014-06-04 申请日期: 2011-09-27 公开号: CN102395092B
科研项目:
1. 新型多自由度压电薄膜微操纵技术及控制原理的研究
立项时间: 2006-2006 项目经费:80000

2. 基于压电陶瓷微振动实现螺纹传动的机理及器件研究
立项时间: 2011-2013 项目经费:400000

3. 基于多层压电陶瓷的高粘度流体非接触3D打印关键技术及多场耦合建模
立项时间: 2018-2021

项目合作

合作意向:
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