北京科技大学材料学院吕昭平

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吕昭平,教育部长江学者特聘教授，北京科技大学新金属国家重点实验室主任，中国材料研究学会理事，国务院特殊津贴获得者。国际学术杂志《Intermetallics》编辑。1992和1995年分别从华中科技大学获得学士及硕士学位，1995年获得1996年赴新加坡国立大学攻读材料学博士学位，2001年进入美国橡树岭国家实验室做博士后，2004年成为该室正式研究员。2007年获得国家杰出青年科学基金支持，2009年因耐热钢的工作获美国“R&D 100 Award”。2010年获教育部自然科学二等奖。
长期从事新型高性能钢铁材料和块体非晶合金方面的研究工作，取得了卓有成效的学术成绩。在《Science》、《Physical Review Letters》、《Advanced Materials》等学术刊物上发表论文150余篇，总引用4900余次，获得中国发明专利17项。获批美国发明专利2项，成功转化1项。单篇论文最高引用为790余次，做国际学术大会特邀报告35余次，承办/协办国际会议18次。相关工作在所研究领域引起很大反响2004年有关非晶钢的工作被美国物理学会评为当年世界上“Top Physics Stories”之一，2005年有关非晶形成能力的论文被ISI机构确定为材料科学界“Fast Moving Frontier”论文，2009年新型耐热不锈钢的工作被评为世界上“the top high technology products of the year”，2010年相关块体非晶复合材料韧化的工作被Nature-Asia Materials做专题评述。 多项其它工作还被《Science》、《Materials Today》、《Nature》等学术杂志做专题评述以及其它世界各国媒体所报道。

吕昭平
北京科技大学新金属材料国家重点实验室主任
北京市海淀区学院路30号
邮编：100083
电话：10-82375387
电子邮件：luzp@ustb.edu.cn

研究兴趣
1．高性能耐热钢的高温强化和氧化机理
2．块体非晶态合金的物理冶金，力学行为及其工程应用
3．多孔金属材料
4．高熵合金


教育简历
1988年—1992年
华中理工大学（现华中科技大学），机械工程二系，学士
1992年—1995年
华中理工大学（现华中科技大学），机械工程二系，免试硕士
1996年—2001年
新加坡国立大学，材料科学系，博士
2001年—2004年
美国，Oak Ridge National Laboratory, 博士后

工作经历
1999年—2001年
新加坡，American Kulicke & Soffa Industries Inc.，研发工程师
2004年—2006年
美国, Oak Ridge National Laboratory, 研究员（Research staff）
2007年—至今
北京科技大学新金属材料国家重点实验室，长江学者特聘教授

荣誉与奖项
·         2010年，教育部自然科学奖二等奖
·         2010年，有关块体金属玻璃韧化的工作被Nature-Asia Materials评述，并被《Science》点评
·         2009年，美国R&D 100 大奖
·         2009年，国务院特殊津贴
·         2008年，国家自然基金委杰出青年基金
·         2007年，美国橡树岭国家实验室“Significant Event Award”
·         2007年，中国教育部长江学者特聘教授
·         2007年，以第三作者发表在《Science》上有关耐热钢工作的论文“Creep-Resistant, Al2O3-Forming Austenitic Stainless Steels”被Materials Today做专题报道和评述
·         2006年，北京科技大学建龙讲座教授
·         2005年，美国橡树岭国家实验室2005年年度杰出科技青年提名奖
·         2005年，ISI 机构确定我们发表在Acta Materialia上题为“A new glass-forming ability criterion for bulk metallic glasses”的论文为材料科学界“Fast Moving Frontier”论文
·         2004年，发表在Physics Review Letters上题为“structural amorphous steels”的论文被美国物理学会评为世界上“Top Physics Stories”之一
·         2004年，块体非晶钢的工作被世界各地的媒介采访和评述，包括著名的学术杂志Nature，人民日报，Physical News Update, French Science Vie, Science News, MRS Bulletin及NyTeknik 等
·         2003年，发表在Applied Physics Letters上题为“Role of yttrium in glass formation of Fe based bulk metallic glasses”的论文被Science选做“Editor’s Choice” 并被MaterialsToday 采访和评述

学术服务
·         中国材料研究学会金属间化合物与非晶合金分会理事会理事，2006
·         中国材料研究学会理事，2007
·         中国材料研究学会青年委员会理事，2008
·         编委，Chinese Science Bulletin，2008；中国材料进展，2009
·         编委，Materials Letters， 2010
·         主编， Intermetallics, 2010
·  Advisory Board， Advanced Engineering Materials, 2014-
·  编委， Journal of Science and Technology, 2014-
·         编委，Advances in Manufacturing, 2012-


部分正在承担的课题

1)      块体非晶合金的原子结构、本征特性与应用潜力的基础研究，长江教育部创新团队，2011-2014年

2)      块体非晶合金原子尺度下的变形机理及动态纳米晶化过程，国际重大合作项目（51010001），2011-2014年

3)      先进金属结构和功能材料，高等学校学科创新引智计划项目， 2012-1016年


代表性论文
1)      X. F. Wang, T. E. Jones, Y. Wu, Z. P. Lu*, S. Halas, T. Durakiewicz and M. E. Eberhart, “An electronic criterion for assessing intrinsic brittleness of metallic glasses”, The Journal of chemical physics 141(2), 024503, 2014.
2)      Y. Zhang, Z. P. Lu, S.G. Ma, P.K. Liaw, Z. Tang, Y.Q. Cheng and M.C. Gao, “Guidelines in predicting phase formation of high-entropy alloys”, MRS Communications 4, 57-62, 2014.
3)      Y. Wu, H. Wang, X.J. Liu, X.H. Chen, X.D. Hui, Y. Zhang, and Z. P. Lu*, “Designing Bulk Metallic Glass Composites with Enhanced Formability and Plasticity”, Journal of Materials Science & Technology 30, 566-575, 2014 (invited).
4)      R. Li, X.J .Liu, H. Wang, Y. Wu, X.M. Chu, and Z.P. Lu*, “Nanoporous silver with tunable pore characteristics and superior surface enhanced Raman scattering”, Corrosion Science 84, 159-164, 2014.
5)      Y. Wu, W. H. Liu, X. L. Wang, D. Ma, A. D. Stoica, T. G. Nieh, Z. B. He, and Z. P. Lu*, “In-situ neutron diffraction study of deformation behavior of a multi-component high-entropy alloy”, Appl. Phys. Letts. 104, 051910, 2014.
6)      F. Li, X. J. Liu, and Z. P. Lu, “ Atomic structural evolution during glass formation of a Cu–Zr binary metallic glass”, Computational Materials Science 85,2014, 147-153.
7)      Z. P. Chen, J. E. Gao, Y. Wu, H. Wang, X. J. Liu, and Z. P. Lu*, “Alloying effects of the elements with a positive heat of mixing on the glass forming ability of Al-La-Ni amorphous alloys”, Science China Physics, Mechanics and Astronomy 57, 2014, 122-127.
8)      Y. Zhang, T. Zuo, Z. Tang, M. C. Gao, K. A. Dahmen, P. K Liaw, and Z. P. Lu, “Microstructures and properties of high-entropy alloys”, Progress in Materials Science 61, 2014, 1-93.
9)      D. Q. Zhou, X. Q. Xu, H. H. Mao, Y. F. Yan, T. G. Nieh, and Z. P. Lu*, “Plastic flow behaviour in an alumina-forming austenitic stainless steel at elevated temperatures”, Mater. Sci. Eng. A594, 2014, 246-252.
10)  J. Y. He, W. H. Liu, H Wang, Y. Wu, X. J. Liu, T. G. Nieh, and Z. P. Lu*, “ Effects of Al addition on structural evolution and tensile properties of the FeCoNiCrMn high-entropy alloy system”, Acta Materialia 62, 2014, 105-113.
11)  Z. Tang, M. C. Gao, H. Diao, T. Yang, J. Liu, T. Zuo, Y. Zhang, Z. P. Lu, Y. Cheng, Y. Zhang, K. A. Dahmen, P. K. Liaw, and T. Egami, “Aluminum alloying effects on lattice types, microstructures, and mechanical behavior of high-entropy alloys systems”, JOM 65, 2013, 1848-1858.
12)  Y. F. Yan, X. Q. Xu, D. Q. Zhou, H. Wang, Y. Wu, X. J. Liu, and Z. P. Lu*, “Hot corrosion behaviour and its mechanism of a new alumina-forming austenitic stainless steel in molten sodium sulphate”, Corrosion Science 77, 2013, 202-209.
13)  D. Q. Zhou, Y. Wu, H. Wang, X.D. Hui, X.J .Liu, and Z. P. Lu*, “Alloying effects on mechanical properties of the Cu–Zr–Al bulk metallic glass composites”, Computational Materials Science 79, 2013, 187-192.
14)  Z. Y. Zhang, Y. Wu, J. Zhou, W. L. Song, D. Cao, H. Wang, X. J. Liu, and Z. P. Lu*, “Effects of Sn addition on phase formation and mechanical properties of TiCu-based bulk metallic glass composites”, Intermetallics 42, 2013, 68-76.
15)  J. Liu, Y. D. Wang, Y. L. Hao, Y. Z. Wang, Z. H. Nie, D. Wang, Y. Ren, Z. P. Lu, J. Wang, H. Wang, X. Hui, N. Lu, M. J. Kim, and R. Yang, “New intrinsic mechanism on gum-like superelasticity of multifunctional alloys”, Scientific Reports 3, 2013, 2156.
16)  D.Y. Lin, Y. Wang, S. L. Shang, Z. P. Lu, Z. K. Liu, and X. D. Hui, “A new many-body potential with the second-moment approximation of tight-binding scheme for Hafnium”, Science China Physics, Mechanics and Astronomy 56 (11), 2013, 2071-2080.
17)  B. Zhang, X. Chen, Z. P. Lu, and X. Hui, “Coating thickness control in continuously fabricating metallic glass-coated composite wires”, International Journal of Minerals, Metallurgy, and Materials 20 (5), 2013, 456-461.
18)  L. Huang, D. H. Yang, H. Wang, F. Ye and Z. P. Lu, “Effects of Scandium on Corrosion Resistance and Mechanical Properties of Cellular Al-based Foams”, Materials Science Forum: High Performance Structure Materials 747-748, 2013, 93-100.
19)   H. X. Li, J. E. Gao, Y. Wu, Z. B. Jiao, D. Ma, A. D. Stoica, X. L. Wang, Y. Ren, M. K. Miller and Z. P. Lu*, “ Enhancing glass-forming ability via frustration of nano-clustering in alloys with a high solvent content” , Scientific reports 3, 2013, 1983.
20)  Z. Y. Zhang, Y. Wu, J. Zhou, H. Wang, X. J. Liu and Z.P. Lu*, “Strong work-hardening behavior in a Ti-based bulk metallic glass composite”, Scripta Materialia 69, 2013, 73-76.
21)   J. E. Gao, Z.P. Chen, Q. Du, H.X. Li, Y. Wu, H. Wang, X.J. Liu and Z.P. Lu*, “Fe-based bulk metallic glass composites without any metalloid elements”, Acta Materialia 61, 2013, 3214-3223.
22)  C. Zhu, Z.P. Lu and T.G. Nieh, “Incipient plasticity and dislocation nucleation of FeCoCrNiMn high-entropy alloy”, Acta Materialia 61, 2013, 2993-3001.
23)   J. E. Gao, H. X. Li, F. Jiang, B. Winiarski, P. J. Withers, P. K. Liaw, Z. P. Lu*, “Effects of Cooling Rates on Glass Formation and Magnetic Behavior for the Fe73.0C7.0Si3.3B5.0P8.7Mo3.0 Bulk Metallic Glass”, Metallurgical and Materials Transactions a-Physical Metallurgy and Materials Science, 44A, 2013, 2004-2009.
24)  H. Wang R. Li, Y. Wu, X. M. Chu, X. J. Liu, T. G. Nieh, Z. P. Lu*, “Plasticity improvement in bulk metallic glass composed of open-cell Cu foam as the skeleton”, Composite Sci Tech. 75, 2013, 49-54.
25)  W. H. Liu, Y. Wu, J. Y. He, T. G. Nieh, Z. P. Lu*, “Grain growth and the Hall-Petch relationship in a high entropy FeCrNiCoMn alloy”, Scripta Mater. 68, 2013, 526-529.
26)  X. Q. Xu, X. F. Zhang, X. Y. Sun, and Z. P. Lu*, “Roles of manganese in high-temperature oxidation resistance of alumina-forming austenitic steels at above 800 oC”, Oxid Met 78, 2012, 349-362.
27)  Z. P. Chen, H. Yu, Y. Wu, H.  Wang, X. J. Liu, Z. P. Lu*, “Nano-network mediated high strength and large plasticity in an Al-based alloy”, Materials Letters 84, 2012, 59-62.
28)  X. Q. Xu, X. F. Zhang, X. Y. Sun, and Z. P. Lu*, “Effects of silicon additions on the oxide scale formation of an alumina-forming austenitic alloy”, Corrosion Sci. 65, 2012, 317-321.
29)  Y. Wu, D. Q. Zhou, W. L. Song, H. Wang, Z. Y. Zhang, D. Ma, X. L. Wang, and Z. P. Lu*, “Ductilizing bulk metallic glass composite by tailoring stacking fault energy”, Phys. Rev. Lett. 109, 245506, 2012.
30)  L. Huang, H. Wang, D. Yang, F. Ye, and Z.P. Lu, “Effects of scandium additions on mechanical properties of cellular Al-based foams”, Intermetallics 28, 71-76, 2012.
31)  D. Ma, A. D. Stoica, X. L. Wang, Z. P. Lu, B. Clausen and D. W. Brown, “Elastic Moduli Inheritance and the Weakest Link in Bulk Metallic Glasses”,  Physical Review Letters  108, 085501, 2012.
32)  X. D. Hui, X. L. Zhou, X. H. Chen, X. J. Liu, Y. Wu, and Z. P. Lu, “New Ti-Based Bulk Metallic Glasses for Biomedical Application”, AIP Conference Proceedings, 2012.
33)  H. X. Li, J. E. Gao, S. L. Wang, S. Yi and Z. P. Lu*, “Formation, Crystallization Behavior, and Soft Magnetic Properties of FeCSiBP Bulk Metallic Glass Fabricated Using Industrial Raw Materials”, Metallurgical and Materials Transactions a-Physical Metallurgy and Materials Science  43A, 2615-2619,  2012.
34)  Z. P. Chen, J. E. Gao, Y. Wu, H. X. Li, H. Wang and Z. P. Lu*, “Role of rare-earth elements in glass formation of Al-Ca-Ni amorphous alloys”,  Journal of Alloys and Compounds 513, 387-392, 2012.

专利

1)   Z. P. Lu and C. T. Liu, “Bulk amorphous steels based on Fe alloys”, issued, US 7052561.
2)   M. Brady, Y. Yamamoto, Z. P. Lu, C. T. Liu, P. J. Maziasz and B. A. Pint, “Al-Modification of Optimized Austenitic alloys”, 2006, US 7744813, licensed.
3)   刘雄军,李睿,王辉,吴渊,吕昭平, “一种基于Ag基非晶合金制备纳米多孔银的方法”, CN103255441A, 2013.8.21.
4)   王辉,黄粒,吕昭平,吴渊,叶丰, “一种轻质高强闭孔泡沫铝合金及其制备方法”, CN103320637A, 2013.9.25.
5)   吕昭平,陈子潘,高敬恩,杜清,吴渊,李睿,曹迪, “一种高强度铝基大块非晶复合材料”, CN102719769A, 2012.10.10.
6)   刘雄军, 陈国良, 惠希东, 吕昭平, 陈晓华, “一种Zr-Cu-Al-Be系大块非晶合金及其制备方法”, CN101886234B , 2011.08.10.
7)   吴沛宏,周星,罗丽飞,吕昭平,惠希东,陈晓华,朱明, “高柔顺性的放射性粒子及植入方法”, CN103301561A, 2013.9.18.
8)   吴沛宏,周星,罗丽飞,吕昭平,惠希东,陈晓华,朱明, “治疗肿瘤的放射性粒子及植入方法”, CN103301560A, 2013.9.18.
9)   吕昭平, 李宏祥, 焦增宝, 吴渊, “高饱和磁化强度和高玻璃形成能力的铁基软磁材料”,  CN101604567B,  2011.09.21.
10)  陈晓华, 陈国良, 张勇, 张宝玉, 惠希东, 吕昭平, 刘雄军, “一种制备大尺寸块体非晶复合材料的方法及装置”,  CN101705457B, 2011.10.12.
11)  吕昭平,高敬恩,陈子潘,杜清,吴渊,王辉,刘雄军, “一种铁钴基内生非晶复合材料”, CN102517523A, 2012.6.27.
12)  吕昭平,徐向棋,郝刚领,王辉, “一种开孔泡沫钢的制备方法”, CN102392173A, 2012.3.28.
13)  惠希东,周夏凉,陈晓华,吴一栋,戚玉凤,王树申,赵岩峰,周星,吕昭平, “一种含高钯低铜的钛基块体非晶合金及制备方法”, CN102277543A, 2011.12.14.
14)  王辉,吕昭平,吴渊,陈国良, “一种利用废旧泡沫铝制备泡沫铝夹芯板的方法”, CN102139372A, 2011.3.8.
15)  王辉,吕昭平,褚旭明,吴渊,陈国良, “一种高速列车地板和厢体结构材料的制备方法”, CN102172792A, 2011.3.4.
16)  林均品,杨帆,王辉,吕昭平,郝国建,刘敬春,陈国良, “一种高铌钛铝多孔金属间化合物梯度材料及其制备方法”, CN101994043A, 2011.3.30.
17)  王辉,吕昭平,杨帆,林均品,贺跃辉,陈国良, “一种梯度孔多孔高铌钛铝合金的制备方法”, CN101967578A, 2011.2.9.
18)  吕昭平,徐向棋,陈国良,吴渊,张晓峰, “一种自发形成Al2O3保护层的奥氏体耐热不锈钢”, CN101906595A, 2010.12.8.
19)  吴渊,吕昭平,陈国良,惠希东,张勇, “具有拉伸塑性和加工硬化能力的块体金属玻璃复合材料”, CN101787501A, 2010, 2.5.

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吕昭平

教授主持完成的“块体非晶合金的结构与强韧化研究”获国家自然科学二等奖

吕昭平教授主持完成的“块体非晶合金的结构与强韧化研究”项目围绕新一代结构材料——块体非晶合金研究的关键科学问题开展研究，揭示了非晶合金原子结构特征及原子堆垛的普适规律，提出了非晶合金强韧化的新思路和组织调控机制，建立了在无序固体中通过有序结构强韧化的新理论，实现了组织性能的可控制备，催生了新的非晶结构和强韧化研究方向，不仅为澄清非晶合金原子层次的堆垛结构做出了重要贡献，还为发展高性能非晶合金材料提供了理论依据和新思路。

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北科大吕昭平教授Prog. Mater. Sci.综述:铁基块体非晶合金的玻璃形成、制备、性能和应用

传统铁基非晶合金通常在临界冷却速率大于106K/s时，通过对金属液体快冷，制成条带、粉末或线材。在1967年，Duwez及其合作者制备得到非晶态Fe-P-C合金，是首次引入铁基金属玻璃的概念。自1995年Fe-Al-Ga-P-C-B块体金属玻璃（bulk metallic glass,简称BMG）首次被制备以来，研究者们对铁基块体非晶合金展开了大量的研究。铁基金属玻璃生产成本低、具有更高的强度和硬度、良好的热稳定性、高的耐腐蚀性和耐磨性能、高的饱和磁化强度、低的矫顽力和铁损，满足了高耐蚀耐磨涂层、高性能软磁材料、生物医用材料、催化材料等工业应用需求，是独特而重要的一类材料，具有广阔的应用前景。

过去的20多年里，众多非晶工作者在铁基块体非晶合金这一研究领域做了大量研究，也发表了数量可观的学术论文，并且铁基非晶合金已经在变压器铁芯和耐磨耐蚀涂层等领域获得了广泛应用。然而，截至到目前，铁基非晶合金的发展现状和未来走向仍缺乏完整而系统化的描述。

近日，北京科技大学的吕昭平教授在Progress in Materials Science上发表了题为“Fe-based bulk metallic glasses: glass formation, fabrication, properties and applications”的综述文章。该篇综述呈现了过去20多年来有关铁基块体非晶合金的研究进展和取得的成果，包含制备、玻璃形成能力、结晶特性、力学性能、腐蚀行为、磁学性能和工业应用等几个方面。此外，文章基于作者的理解指出了这一学科领域未来的发展方向。

吕昭平教授2003年发现稀土元素钇在铁基非晶中的吸氧和合金化的双重效应（Lu ZP et al. Role of yttrium in glass formation of Fe-based bulk metallic glasses. Appl. Phys. Lett. 2003;83: 2581-2583）；2004年在世界上首次制备出厘米级铁基块体非晶合金（Lu ZP et al. Structural amorphous steels. Phys Rev Lett.2004;92:245503）; 与传统观念相悖，2009年发现一定量的氧反而能促进铁基非晶的形成（Li HX et al. Glass-forming ability enhanced by proper additions of oxygen in a Fe-based bulk metallic glass. Appl. Phys. Lett. 2009;95:161905）; 2011年报道了同时具备高非晶形成能力和高的饱和磁化强度的铁基块体非晶合金（Gao J et al. Effects of nanocrystal formation on the soft magnetic properties of Fe-based bulk metallic glasses. Appl. Phys. Lett. 2011;99:052504.）；2013年制备出不含任何类金属的铁基块体非晶合金复合材料（Gao JE et al. Fe-based bulk metallic glass composites without any metalloid elements. Acta Mater. 2013;61:3214-3223）；2017年发现即使微量氧也会急剧降低铁基块体非晶合金的压缩塑性（Li HX et al. Influences of oxygen on plastic deformation of a Fe-based bulk metallic glass: Scripta Mater. 2017;135:24-28.）。本次发表在Progress in Materials Science上的综述文章，是吕昭平教授团队多年在铁基块体非晶合金领域耕耘的结果，对这一领域的进一步发展会产生积极的促进作用。

这篇综述文章详细回顾了铁基块体非晶合金二十多年来的研究进展，重点关注近期在制备、玻璃形成能力、热稳定性、结晶特性、力学性能、腐蚀性能、磁学性能以及工业应用方面的成果。主要内容可总结为以下几个方面：

第一部分，系统讨论了铁基块体非晶合金的产生、发展历史和现状；第二部分，对铁基块体非晶合金的玻璃形成能力和玻璃形成进行了梳理；第三部分，系统地回顾了铁基块体非晶合金的制备方法；第四部分对铁基块体非晶合金的性能进行了回顾，主要关注力学性能、抗腐蚀性和磁学性能；第五部分，作者主要总结了铁基块体非晶合金的工业应用。除了作为软磁材料之外，还有如抗蚀抗磨涂层、生物医用材料、微型马达的精密齿轮、催化材料等应用方向。文章最后，作者还提出了铁基块体非晶合金研究中目前仍存在的七大关键挑战。

文献链接：Fe-based bulk metallic glasses: glass formation, fabrication, properties and applications（Progress in Materials Science, Volume 103, June 2019, Pages 235-318）

tianliang

2019创新研究群体项目-高性能金属材料
批准号        51921001       
项目负责人        吕昭平       
依托单位        北京科技大学
资助金额        1050.00万元       
项目类别        创新研究群体项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2024 年 12 月 31 日