高品质因数微波介质陶瓷广泛应用于介质谐振器及滤波器等，为满足微波器件向高集成化、小型化、高可靠性方向发展，微波介质需要具有高介电常数、低介电损耗及近零温度系数。本课题组利用固溶体及复合陶瓷技术，开发了谐振频率温度系数近零的K18~K23，K25~K27高品质因数（Qf>85,000GHz）、K34~K46高品质因数（Qf>45,000GHz）、K65高品质因数（Qf>15,500GHz）及K75~K86高品质因数（Qf>9,000GHz）的具有自主知识产权的系列化微波介质陶瓷。
近年代表作:
低温共烧陶瓷技术是近年来兴起的一种令人瞩目的多学科交叉的整合组件技术，因其优异的电子、热力学等特性已成为未来电子元件集成化、模块化的首选方式。本课题组通过添加烧结助剂的方法，以液相烧结的形式降低微波介质陶瓷烧结温度，研发了一系列可以在900℃致密烧结的K5~K65型微波介质陶瓷。进一步以低共熔点单相化合物为基础，在不添加任何烧结助剂的前提下，通过传统固相反应法在多个多元体系中，研发出涵盖低K（<20）、中K（20~40）及高K（>40）系列新型超低温烧结（烧结温度<660℃）微波介质陶瓷。
近年代表作:
课题组面向新型电力系统储能、新能源装备、高端电子器件、脉冲功率系统等民用及特种领域的高性能储能重大需求，聚焦于电介质陶瓷储能材料与器件的研究。通过组分设计、微观结构调控及工艺优化，致力于开发兼具高储能密度、高储能效率、高温度稳定性及高功率特性的新一代介质陶瓷材料，攻克传统介质材料储能密度与效率难以协同提升的核心瓶颈。围绕铁电、反铁电及弛豫铁电等材料体系，本课题组系统研究复合钙钛矿结构设计、局域异质构造建以及多层/梯度复合策略，建立从晶格尺度到畴结构的极化行为精准调控方法，利用极化增强与击穿场强提升的协同效应，显著提高材料的储能性能。引入材料基因工程与机器学习辅助的研究范式，构建“成分-结构-性能”多维度关联模型，并结合原子尺度显微分析、原位电学表征与相场模拟等先进手段，深入揭示储能性能的微观物理机制与失效机理。在基础研究突破之上，课题组着力推动高性能储能电容器的工程化与器件集成。通过优化瓷浆配方、流延成型与共烧工艺，研制出系列高性能多层陶瓷电容器（MLCC）原型器件；同时探索薄膜电容器、复合介质基板等新型器件形式。研究涵盖从粉体合成、介质膜片制备到电极集成、器件封装的完整技术链，形成“材料-工艺-器件-性能”全流程调控能力，成功制备出一系列具有“高储能密度、高效率、高稳定、高适应”特性的介质陶瓷储能材料与器件。相关研究成果为高端储能电容器的自主化研制、电力电子装备的小型化与高效化，提供了关键材料基础与核心技术支撑。
近年代表作:
1、Weichen Zhao, Diming Xu*, Da Li, Max Avdeev, Hongmei Jing, Mengkang Xu, Yan Guo, Dier Shi, Tao Zhou, Wenfeng Liu, Dong Wang*, Di Zhou*,Broad-high operating temperature range and enhanced energy storage performances in lead-free ferroelectrics, Nature Communications, 2023, 14:5725.
2、Weichen Zhao, Zhaobo Liu, Diming Xu*, Ge Wang, Da Li, Jinnan Liu, Zhentao Wang, Yan Guo, Jiajia Ren, Tao Zhou*, Lixia Pang, Hongwei Yang, Wenfeng Liu*, Houbin Huang*, Di Zhou*, Advanced stability and energy storage capacity in hierarchically engineered Bi0.5Na0.5TiO3-based multilayer capacitors, Nature Communications, 2025, 16, 6549.
3、Zhaochen Xi, Zhentao Wang, Changqing Guo, Ke Xu, Weichen Zhao, Zhengqiao Li, Jian Bao, Haowei Zhou, Cong Zou, Houbing Huang* and Di Zhou*, Active learning optimization in latent spaces accelerates inverse design of ferroelectric ceramics for energy storage, Nature Communications, 2026, https://doi.org/10.1038/s41467-026-70792-7.
4、Da Li, Diming Xu,* Weichen Zhao, Max Avdeev, Hongmei Jing, Yan Guo, Tao Zhou, Wenfeng Liu, Dong Wang* and Di Zhou*, A high-temperature performing and near-zero energy loss lead-free ceramic capacitor, Energy & Environmental Science, 2023,16, 4511-4521.
5、王震涛，李达，赵维琛，刘津男，徐谛明，周迪*, NaNbO3基无铅储能介质陶瓷研究进展, 硅酸盐学报, 2024, 52[4], 1460-1476.
采用原位聚合法和流延法制备得到PI/MgO纳米复合材料，使用有限元法模拟分析了PI/MgO复合材料的击穿机理，在超低填料含量下， 150℃时获得的放电能量密度为4.78 J/cm3，显著优于大多数报道的介电聚合物和纳米复合材料。
近年代表作:
面向民用电磁污染防护和军用作战装备性能提升等领域应用需求，课题组依托磁电协同设计思路，研制兼具薄、轻、宽、强特点的磁电复合微波吸波材料，攻克单一组分吸波材料损耗机制单一、性能受限的固有短板。围绕磁性 / 介电双组分复合工艺，系统优化核壳复合、异质掺杂等制备方案，建立异质界面精准调控方法，借助界面耦合协同提升电磁波损耗能力。研究引入数据驱动研发思路，搭建 “微观形貌 - 电磁参数 - 吸波性能” 关联理论模型；结合高分辨电镜、原位电磁测试等先进表征手段，从原子结构层面阐明吸波微观损耗机理。依托基础理论研究成果，进一步延伸至微波吸收器件的工程化开发，将优化后的磁电复合吸波填料与高分子基体、无机基体复合，研发柔性吸波薄膜、耐高温结构型吸波板材、低频专用吸波涂层、模块化微波暗室吸波器件等系列产品，建立从分子结构设计、粉体可控制备到成型器件量产的全流程性能调控指导策略，设计制备出一系列具有“薄”、“轻”、“宽”、“强”的磁电复合类微波吸收材料，相关研究成果为隐身防护、电磁干扰抑制等场景的高性能吸波材料国产化落地提供关键理论支撑与工程技术参考。
近年代表作:
1、Man Li, Xiao Li*, Jieyan Zhang, Haowei Zhou, Zhenfa Yu, Chao Li, Moustafa Adel Darwish, Tao Zhou, Shi-Kuan Sun, Di Zhou*, Cavity-modulated visualization of dual magnetic coupling behavior for multifunctional Co/DMAOP composites, Chemical Engineering Journal, 2024, 501, 157694.
2、Haowei Zhou, Xiao Li*, Zhaochen Xi, Man Li, Jieyan Zhang, Chao Li, Zhongming Liu, Moustafa Adel Darwish, Tao Zhou, Di Zhou*,Machine learning-driven interface engineering for enhanced microwave absorption in MXene films, Materials Today Physics, 2025, 51, 101640.
3、Xiao Li, Diming Xu, Di Zhou*, Shengzhao Pang, Chao Du, Moustafa Adel Darwish, Tao Zhou, Shi-Kuan Sun, Vertically stacked heterostructures of MXene/rGO films with enhanced gradient impedance for high-performance microwave absorption, Carbon, 2023, 208, 374-383.
4、Jing Li*, Lingling He, Weimin Xia, Chao Du, Li He, Xiao Li, Caiyin You, Di Zhou*, Constructing heterogeneous interfaces of Ti3C2Tx MXene magnetic nanocomposites for efficient low-frequency microwave absorption performance, Carbon, 2025, 245, 120786.
5、Yu Wang, Xiao Li*, Haowei Zhou, Zilin Huang, Moustafa Adel Darwish, M.M. Salem, Tao Zhou, Murat Yilmaz, Azim Uddin, Di Zhou* Fe3O4-CNFs@MXene with Encapsulated Magnetic Nanoparticles for Tunable High-Performance Microwave Absorption via Dual Electromagnetic Wave Loss Pathways, Materials Today Physics, 2026, 62, 102043.
