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郭明森

副教授 硕士生导师

性别:男

学历:武汉大学

学位:工学博士学位

所在单位:航空学院

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个人简介


郭明森,男,1980年出生,南京航空航天大学副教授。2002年、2005年、2008年在武汉大学依次取得物理学学士、凝聚态物理硕士、材料物理与化学博士学位。200512月至200710月在香港理工大学应用物理系作助理研究员,200810月至20109月在北京大学作博士后,随后进入南京航空航天大学精密驱动研究所从事教学科研工作。2016年4月至2017年4月在新加坡国立大学访学。研究领域为介电、压电、铁电材料与器件,现主要从事新型压电材料和超声电机的研究。

研究方向:机械设计及理论

研究领域: 压电材料与器件;压电超声电机;精密致动技术

发表学术论文,出版专著情况:

1.冶竣峰,郭明森 *,邢晓红,张凌鹤,“高频振动辅助的FDM 3D打印喷头结构设计及其实验研究,” 国外电子测量技术,40(2), 73-77, 2021.

2.M.S. Guo # *, S. Pan #, L. Chen, H.F. Li, J.F. Ye, H.L. Ji, and J.H. Hu, “Improvement in step resolution and response time of ultrasonic motor by using a piezoelectric resonant shunting circuit as damping control,” Review of Scientific Instruments, 91, 125008, 2020.

3.穆迪,郭明森 *,邢晓红,“近场静电纺丝制备P(VDF-TrFE)压电纤维,”压电与声光,40(5), 665-669, 2018.

4.陈加林,郭明森 *,邢晓红,“基于超声电机的食道胶囊内窥镜光扫描机构,”振动、测试与诊断,38(4), 744-750, 2018.

5.M.S. Guo *, S. Pan, J.H. Hu, C.S. Zhao, and S.X. Dong, “A small linear ultrasonic motor utilizing longitudinal and bending modes of a piezoelectric tube,” IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 61(4), 705-709, 2014.

6.M.S. Guo *, J.H. Hu, H. Zhu, C.S. Zhao, and S.X. Dong, “Three-degree-of-freedom ultrasonic motor using a 5-mm-diameter piezoelectric ceramic tube,” IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 60(7), 1446-1452, 2013.

7.M.S. Guo, S.X. Dong *, B. Ren, and H.S. Luo, “A piezoelectric single-crystal ultrasonic microactuator for driving optics,” IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 58(12), 2737-2742, 2011.

8.M.S. Guo, S.X. Dong *, B. Ren, and H.S. Luo, “A double-mode piezoelectric single-crystal ultrasonic micro-actuator,” IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 57(11), 2596-2600, 2010.

9.M.S. Guo, S.X. Dong *, “Annular bilayer magnetoelectric composites: theoretical analysis,” IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 57(2), 480-489, 2010.

10.M.S. Guo, S.X. Dong *, “A resonance-bending mode magnetoelectric-coupling equivalent circuit,” IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 56(11), 2578-2586, 2009.

11.M.S. Guo, T.S. Wu, T. Liu, S.X. Wang, and X.Z. Zhao, “Characterization of CaCu3Ti4O12 varistor-capacitor ceramics by impedance spectroscopy,” Journal of Applied Physics, 99(12), 124113, 2006.

12.M.S. Guo, K.H. Lam, D.M. Lin, S. Wang, K.W. Kwok, H.L.W. Chan, and X.Z. Zhao, “A Rosen-type piezoelectric transformer employing lead-free K0.5Na0.5NbO3 ceramics,” Journal of Materials Science, 43(2), 709-714, 2008.

13.M.S. Guo, X.P. Jiang, K.H. Lam, S. Wang, C.L. Sun, H.L.W. Chan, and X.Z. Zhao, “Lead-free multilayer piezoelectric transformer,” Review of Scientific Instruments, 78(1), 016105, 2007.

14.M.S. Guo, D.M. Lin, K.H. Lam, S. Wang, H.L.W. Chan, and X.Z. Zhao, “A lead-free piezoelectric transformer in radial vibration modes,” Review of Scientific Instruments, 78(3), 035102, 2007.

15.M.S. Guo, K.H. Lam, S. Wang, K.W. Kwok, H.L.W. Chan, and X.Z. Zhao, “A study on the disk-shaped piezoelectric transformer with multiple outputs,” Review of Scientific Instruments, 78(12), 125103, 2007.

16.X.H. Xing, M.S. Guo, J.L. Chen, and J.C. Wang, “A piezoelectric friction-inertial linear motor based on piezoelectric single-crystal cymbal displacement amplification mechanism”, Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 34(1), 55-61, 2017. 

17.K.H. Lam, M.S. Guo, D.M. Lin, K.W. Kwok, and H.L.W. Chan, “Lead-free piezoelectric BNKLT 1-3 composites,” Journal of Materials Science, 43(5), 1677-1680, 2008.

18.D.M. Lin, M.S. Guo, K.H. Lam, K.W. Kwok, and H.L.W. Chan, “Lead-free piezoelectric ceramic (K0.5Na0.5)NbO3 with MnO2 and K5.4Cu1.3Ta10O29 doping for piezoelectric transformer application,” Smart Materials and Structures, 17(3), 035002, 2008.

19.S. Wang, K.H. Lam, C.L. Sun, K.W. Kwok, H.L.W. Chan, M.S. Guo, and X.Z. Zhao, “Energy harvesting with piezoelectric drum transducer,” Applied Physics Letters, 90(11), 113506, 2007.

20.S.X. Wang, M.S. Guo, X.H. Sun, T. Liu, M.Y. Li, and X.Z. Zhao, “Tunable, low loss Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7/Ba0.6Sr0.4TiO3/Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7 sandwich films,” Applied Physics Letters, 89(21), 212907, 2006.

科研成果获奖及专利:

(1)郭明森; 陈加林; 赵淳生, 一种微型二自由度平面运动超声电机, 2016.3.3, 中国, ZL201610119918.7 (授权专利)

(2)郭明森; 赵淳生, 一种静电力驱动的微型超声电机 , 2015.9.2, 中国, ZL201510210237.7 (授权专利)

(3)董蜀湘; 郭明森; 陈治江, 一种微型二自由度平面运动压电电机, 2010.7.30,中国, ZL201010242014.6 (授权专利)

(4)董蜀湘; 李晓天; 郭明森, 一种力-电换能器及其阵列, 2010.6.28, 中国, ZL201010211109.1 (授权专利)

(5)董蜀湘; 郭明森, 一种微型压电单晶直线电机, 2010.6.12, 中国, ZL201010199085.2 (授权专利)

承担的科研项目情况:

1. 173重点基础研究项目,在研,参加。

2. 国家自然科学基金面上项目,批准号51975282,名称:面向折叠机翼的双向大行程、大推力螺旋箝位型压电作动器的研究,2020/01-2023/12,在研,参加。

3.   江苏省自然科学基金面上项目,项目编号BK20131362,名称:压电纤维的制备及其在复合材料结构健康监测中的应用,2013/07-2016/06,已结题,主持。

4.   国家自然科学基金青年项目,批准号51105193,名称:无线驱动与控制微型超声电机及其在胶囊内窥镜中的应用研究,2012/01-2014/12,已结题,主持。

5.   高等学校博士学科点专项科研基金,课题编号20113218120005,名称:无线操控微型超声电机及其在胶囊内窥镜中的应用研究,2012/01-2014/12,已结题,主持。

6.   国家自然科学基金面上项目,批准号51072003名称:高温压电微马达研究,2011/01-2013/12,已结题,参加。

7.   中国博士后科学基金面上项目,编号69656,名称:压电单晶超声电机的低温性能研究,2009/07-2010/08,已结题,主持。

主要的学术贡献:

通过阻尼控制的方法提高超声电机的微步距分辨率和响应时间,研究了电机的启动瞬态响应,解决了超声电机微步距模式下驱动力与步距、响应时间之间的矛盾问题,研究结果发表于Review of Scientific Instruments期刊(https://doi.org/10.1063/5.0019469);发明了基于压电陶瓷管的微型3自由度超声电机和直线超声电机,研究结果发表于IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control (TUFFC)期刊(https://doi.org/10.1109/TUFFC.2013.2716; https://doi.org/10.1109/TUFFC.2014.2958);利用PIN-PMN-PT弛豫铁电单晶制备出迄今推力最大(驱动力/重量比值)的微型超声电机,研究结果发表于IEEE TUFFC期刊(https://doi.org/10.1109/TUFFC.2011.2136; https://doi.org/10.1109/TUFFC.2010.1726);提出压电-磁致伸缩双层复合材料的磁-弹-电共振耦合模型,研究结果发表于IEEE TUFFC期刊(https://doi.org/10.1109/TUFFC.2009.1346; https://doi.org/10.1109/TUFFC.2010.1428);首次成功制备出基于无铅压电陶瓷材料(Bi0.5Na0.5TiO3系和(K,Na)NbO3系)的压电变压器,研究结果发表于Journal of Material Science、Review of Scientific Instruments等期刊上(https://doi.org/10.1007/s10853-007-2199-0; https://doi.org/10.1063/1.2712795; https://doi.org/10.1063/1.2432245);提出利用阻抗分析研究CaCu3Ti4O12陶瓷电阻、电容随偏置电压变化特性的方法,研究结果发表于Journal of Applied Physics期刊(https://doi.org/10.1063/1.2206849)。

备注:

希望招收有机械电子学科、材料学科或应用物理基础知识的研究生。

教育经历

1995.9 - 1998.6 荆州市江陵中学   普通高中毕业

2005.9 - 2008.6 武汉大学   材料物理与化学   博士研究生毕业   工学博士学位

2002.9 - 2005.6 武汉大学   凝聚态物理   硕士研究生毕业   理学硕士学位

1998.9 - 2002.6 武汉大学   物理学   大学本科毕业   理学学士学位

工作经历

2008.10 - 2010.8 北京大学

2008.7 - 2008.8 宁波材料技术与工程研究所

2005.12 - 2007.10 香港理工大学

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