非晶态物质是凝聚态物质的重要组成部分， 是复杂的多体相互作用体系，其基本特征是原子和电子结构复杂，微观结构长程无序，体系在能量上处在亚稳态，具有复杂的多重弛豫行为，其物理、化学和力学性质、特征及结构随时间演化。不稳定，随机性，不可逆是非晶物质的基本要素，自组织，复杂性，时间在非晶物质中起重要作用。复杂的非晶态物质有很多基本而独特的性质。

非晶的研究在无序中发现有序，在纷繁和复杂中寻求简单和美，引领了新的研究方向，导致很多新概念、新思想、新方法、新工艺、新模型和理论，以及新物质观的产生。非晶态合金（又称金属玻璃）是50多年前发现的一类新型非晶材料。非晶合金的发现极大地丰富了金属物理的研究内容，带动非晶态物理和材料的蓬勃发展，把非晶物理研究推向凝聚态物理的前沿。今天，非晶物理已成为凝聚态物理的一个重要和有挑战性的分支。非晶态材料不仅成为性能独特、在日常生活和高新技术领域都广泛使用的新材料，同时也成为研究材料科学和凝聚态物理中一些重要科学问题的模型体系。

近年来非晶、纳米材料制备技术有很大的突破，发现了一系列三维大块体非晶、纳米合金系。它们的特殊原子、电子结构为深入研究凝聚态物理的许多基本问题提供了新的材料和途径，也为系统、深入和精确地研究亚稳物质的结构和物理性能提供了可能。在高压、极低温、微重力等极端条件下这些新材料可能表现出反常相变或特殊性能。对这些新材料在极端条件下的研究将加深、拓展对凝聚态物质的微观结构、宏观物性及其相互关系的认识。 目前承担的主要科研项目有：国家基金委创新群体项目，国家自然科学基金面上和重点项目，９７３，　和中科院的项目等。和国外相关的著名大学和研究所建立了紧密合作关系。

 

研究方向：

 

1、新型非晶材料的探索及形成规律研究；

2．非晶、纳米材料的结构及极端条件下的物理性能；

3、非晶态物理；

   

中科院物理所 19900901--19930601 研究生

中科院物理所 19900901--19930601 博士

1994年至1997年先后在德国Gottingen大学、柏林Hahn-Mitner ;所作博士后和洪堡学者.

   

主要从事新型大块非晶、纳米材料及其它亚稳材料在高压、微重力等极端条件下的制备、结构、物性研究。研制出多种具有不同优异性能的，厘米级的大块非晶合金等亚稳材料，并系统研究了它们的微结构及物理性能。建立了一些有自己特色的制备和研究亚稳材料的方法。在国内外著名期刊上发表论文100多篇。 ;近年来， ;国际会议邀请报告或大会报告30多次。 ;主要成果获得99年国家科技进步二等奖，98年中科院科技进步一等奖，99年中科院自然科学奖二等奖， ;2000年国家发明二等奖。2007年, 2008年获中科院优秀指导导师奖 .



目前的研究课题及展望
块状非晶和纳米材料具有独特的结构特征，性能优异，应用潜力巨大。近年来非晶、纳米材料制备技术有很大的突破，发现了一系列三维大块体非晶、纳米合金系。它们的特殊原子、电子结构为深入研究凝聚态物理的许多基本问题提供了新的材料和途径，也为系统、深入和精确地研究亚稳物质的结构和物理性能提供了可能。在高压、极低温、微重力等极端条件下这些新材料可能表现出反常相变或特殊性能。对这些新材料在极端条件下的研究将加深、拓展对凝聚态物质的微观结构、宏观物性及其相互关系的认识。

铈基金属玻璃新材料的工作被评为2005年中国基础研究10大进展。合成室温超大塑性金属玻璃研究被评为2007年中国基础研究10大进展。作为主要获奖人获得99年国家科技进步二等奖， 99年中科院自然科学奖二等奖， 2000年国家发明二等奖。研究组2001年被中科院空间科学与应用总体部授予“载人飞船工程神州2号应用任务先进集体”荣誉称号， 2009年获周培源物理奖。2010年国家自然科学二等奖。　 2007年获中科院优秀导师奖； 2007－2009连续3年获中科院优秀研究生指导教师奖。指导的学生有3人获中科院优秀博士论文奖， ２人获全国优秀博士论文奖， 1人获中科院院长奖学金特别奖， 5人或德国洪堡奖。

获奖情况：

 

1．          “非晶合金形成规律及大块非晶合金制备工艺研究”，2000年国家发明二等奖

2．          “微重力条件下Pd系合金的凝固”，1999年国家科技进步二等奖

3．          “合金的非平衡相变与相演化”，1999年中科院自然科学二等奖

4．          “非晶合金形成规律及工艺研究”，1999年国家机械工业部科技进步一等奖

5．          “微重力条件下Pd系合金的凝固”，1998年中科院科技进步一等奖

6．          2001年研究集体被科学院授予“载人飞船工程神舟二号应用任务先进集体”称号

7．              2002年研究集体被中国载人航天工程办公室授予“载人飞船工程神舟三号应用任务重要贡献奖”

8．          获2002年中国科学院十大杰出青年称号.

9．          2007年中科院“优秀研究生指导教师”奖

10．      2007年中科院“优秀研究生导师”奖

11．      2008年中科院“优秀研究生指导教师”奖

12．      2009年周培源物理奖

已经授权的国家发明专利

1

发明名称：大块非晶合金材料

发明人：张  勇  赵德乾  潘明祥  闻  平  汪卫华

专利号：ZL 01118261.X  

2

发明名称：一种计算机实时数据采集与处理系统

发明人： 赵德乾  潘明祥  李顺朴  汪卫华

专利号：ZL 98 1 24514.5

3

发明名称：一种生长固溶体和包晶反应生成相单晶的“异成份浮区”方法

发明人：李顺朴  潘明祥  赵德乾  赵生旭  陈熙琛

专利号：ZL 97 1 16907.1

4

发明名称：大块非晶合金材料

发明人：魏炳忱  赵德乾  汪卫华  潘明祥  闻 平  张 志

专利号：ZL 01 1 30904.0

5

发明名称：低密度块状金属玻璃

发明人：闻平  赵德乾  潘明祥  汪卫华

专利号：ZL 01 1 34736.8

6

发明名称：铜基大块非晶合金

发明人：王志新  赵德乾  汪卫华    潘明祥

专利号：ZL 02 1 59765.0

7

发明名称：锆基非晶复合材料及其制备方法

发明人：边赞  赵德乾  潘明祥  汪卫华

专利号：ZL 02 1 59764.2

8

发明名称：具有永磁性的镨基大块非晶合金

发明人：李正  赵德乾  汪卫华  潘明祥  白海洋  张志

专利号：ZL 02 1 45955.X

9

发明名称：反铁磁非晶基体的纳米晶高密度存储材料

发明人：赵言辉 赵德乾 潘明祥 汪卫华

专利号：ZL 2004 1 0038273.1

10

发明名称：一种钆基大块非晶合金及其制备方法

发明人：李松 赵德乾 潘明祥 汪卫华

专利号：ZL 200410030765.6

11

发明名称：镝基大块非晶合金及其制备方法

发明人：李松 赵德乾 潘明祥 汪卫华

专利号：ZL 200510002404.5

12

发明名称：钪基大块非晶合金及其制备方法

发明人：郗学奎 赵德乾 潘明祥 汪卫华

专利号：ZL 200510001972.3

13

发明名称：一种铈基大块非晶合金及其制备方法

发明人：张博 赵德乾 潘明祥 汪卫华

专利号：ZL 200410007502.3

14

发明名称：一种混合稀土基的非晶态金属塑料

发明人：张博 赵德乾 潘明祥 汪卫华

专利号：ZL 200510109552.7

15

发明名称：一种铒基大块非晶合金及其制备方法

发明人：魏育新 赵德乾 汪卫华 潘明祥

专利号：ZL 200510005387.0

16

发明名称：一种 钬基非晶合金及其制备方法

发明人：罗强 赵德乾 汪卫华 潘明祥

专利号：ZL 200510011814.6

17

发明名称：一种钐基非晶合金及其制备方法

发明人：李松 赵德乾 潘明祥 汪卫华

专利号：ZL 200510093636.6

已经被授权的美国发明专利

1

Invention title: Formation of Zr-based bulk metallic glasses from low purity materials by yttrium addition  Inventors: Zhang Yong, Pan Ming Xiang, Zhao De Qian, Wang Wei Hua Patent No.：6682611

   

10篇代表性论文

[1] Y. H. Liu, G. Wang, R. J. Wang, D. Q. Zhao, M. X. Pan, W. H. Wang. (2007) Super Plastic Bulk Metallic Glasses at Room Temperature.  Science,  315, 1385-1388. The paper is selected as hot paper by Thomson Reuter

 

[2] Y. Zhang, W. H. Wang and A. L. Greer, (2006) Making metallic glasses plastic by control of residual stress. Nature Mater. 5, 857-860. 

 [3] M.B. TANG, D.Q. ZHAO, M.X. PAN, W. H. WANG, (2004) “Binary Cu-Zr Bulk Metallic Glasses”  Chinese Phys. Lett., 21, 901-903: 入选2006, 2007, 2008年《中国物理快报》最佳引用论文

 

[4]   B. Zhang, D. Q. Zhao, M. X. Pan, Wei Hua Wang & A. Lindsay Greer, (2005) An amorphous metallic thermoplastic,  Phys. Rev. Lett., 94, 205502. see also: Physical Review Focus Vol.15, 9 June 2005: http://focus.aps.org; Nature, Highlight Vol 435, pp.717, 9 June 2005 

 

[5] J. Das, M.B. Tang, K.B. Kim, R. Theissmann, F. Baier, W.H. Wang, J. Eckert,  (2005) “Work-hardenable” ductile bulk metallic glass”, Phys. Rev. Lett., 94, 205501.see also: Physical Review Focus Vol.15, 9 June 2005: http://focus.aps.org

 

[6]  X.K. Xi, D.Q. Zhao, M.X. Pan, W.H. Wang Y. Wu, J. J. Lewandowski (2005)， Fracture of brittle metallic glasses: brittleness or plasticity”, Phys. Rev. Lett. 94, 125510 

[7] W.H. Wang, (2006) “The correlation between the elastic constants and properties in bulk metallic glasses “, J Appl. Phys. 99, 093506

 

[8] W. H. Wang, C. Dong, C. H. Shek, (2004) bulk metallic glasses, Mater Sci. Eng. R, 44, 45-89 

 

[9] W.H. Wang, (2007) Role of minor addition in the formation and proprieties of bulk metallic glasses. Prog. Mater. Sci. 52(4) 540-596. 
 

[10] G. Wang, D.Q. Zhao, H.Y. Bai, M.X. Pan, A.L. Xia, B.S. Han, X.K. Xi, Y. Wu, W.H. Wang, (2007) Nanoscale periodic morphologies on fracture surface of brittle metallic glasses. Phys Rev. Lett. 98, 235501.

 

   

国家基金委创新群体项目，国家自然科学基金重点和面上项目，973项目, 中科院国际合作团队合作项目等

在美国MRS年会, 国际亚稳材料年会, 国际大块非晶等本领域最重要的国际会议上做邀请或大会报告30多次。

   

国外相关的著名大学和研究所如剑桥大学, 德国哥廷根大学和 IFW研究所, 日本东北大学, 美国北卡大学, 橡树岭实验室等建立了紧密合作关系。

已培养博士、硕士15名。出站博士后6名。毕业的博士、博士后都在国内外研究所和大学从事科研和教学工作 



彭海龙  硕士研究生  070205-凝聚态物理  80008-物理研究所

柯海波  硕士研究生  070205-凝聚态物理  80008-物理研究所

孙保安  博士研究生  070205-凝聚态物理  80008-物理研究所

王建国  博士研究生  070205-凝聚态物理  80008-物理研究所

刘晓峰  博士研究生  070205-凝聚态物理  80008-物理研究所

李建福  博士研究生  070205-凝聚态物理  80008-物理研究所

夏兴祥  博士研究生  070205-凝聚态物理  80008-物理研究所

赵昆  博士研究生  070205-凝聚态物理  80008-物理研究所

易军  博士研究生  070205-凝聚态物理  80008-物理研究所