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邓辉球

发布于:2018-03-20 星期二 08:43:15  点击数:24261


  • 湖南大学“岳麓学者”特聘岗教授、博士生导师

  • 高能量物理及应用湖南省重点实验室主任、核装备可靠性技术湖南省重点实验室副主任

  • 核材料辐照损伤、应力腐蚀的多尺度计算模拟,  计算物理 / 计算材料科学

  • 办公室:物电学院 A 栋; 电子邮件:  hqdeng @ hnu.edu.cn

基本信息

课题组简介:

  • 由物理学院和材料学院4位教授(包括1位中组部 “千人计划” 国家特聘专家)、6位副教授、3名博士后,以及50多位博士生和硕士生组成。

  • 结合国家重大战略需求开展高能中子/离子辐照、高温、高压、腐蚀等极端条件下物质微结构与其性能关系的超大规模计算模拟与仿真研究工作。

  • 目前承担科技部国家重点研发计划专项 磁约束核聚变能发展研究专项项目3项(1项项目首席、1项课题负责、1项子课题负责)和国家自然科学基金项目10余项。

  • 与美国密西根大学、普渡大学、北京航空航天大学、北京大学、山东大学、厦门大学、武汉大学、中国科学院固体所、中国原子能科学研究院、中国核动力研究设计院、中国工程物理研究院等单位建立了实质性的密切合作关系。

  • 为中国工程物理研究院等单位多批次培训博士生和青年参研人员,北京大学、天津大学、武汉大学和厦门大学等单位的博士生在本课题组进行委托联合培养。

科研平台:

  • 国家超级计算长沙中心

       科技部授牌的我国第3家国家超级计算中心,主机为国防科大研制的“天河一号” 超级计算机(曾在世界超级计算机Top 500强榜单上排名第16位),目前正在升级为百亿亿次 (E级) “天河三号” 超级计算机。

  • 高能量物理及应用湖南省重点实验室

       实验室聚焦高能量物理前沿交叉科学,主要开展高能非微扰量子色动力学(QCD)、高能量密度物理、高能粒子辐照和量子计算物理等方面的基础及应用研究。

  • 核装备可靠性技术湖南省重点实验室

       主要研究方向:核装备可靠性设计与仿真、核级材料可冲性评价与装备开发、核装备可靠性测试与评估。

本课题组只做超大规模计算机模拟与仿真研究,不做具体实验(实验方面由合作单位承担),无需谈“核”色变!

教育背景

  • 1991.09. - 1995.07.  湖南师范大学物理系 物理专业 本科生,获理学学士学位;

  • 1995.09. - 1998.07.  湖南师范大学物理系 理论物理/凝聚态物理专业 硕士生,获理学硕士学位

  • 1998.09. - 2001.07.  湖南大学应用物理系/材料科学与工程学院 材料物理与化学专业 博士生,获工学博士学位

  • 2005.09. - 2006.01. 上海外国语大学 教育部出国留学人员培训部 德语强化班。

工作履历

  • 2001.07. -2001.11. 湖南大学讲师;

  • 2001.11. -2005.05. 湖南大学副教授;

  • 2005.05. - 至今  湖南大学教授,博士生导师(2010 —);

  • 2004.12. -2006.10. 中科院大连化物所催化基础国家重点实验室 理论催化组 访问学者;

  • 2006.12. -2007.12. 德国马普学会Fritz-Haber研究所 理论系 访问学者;

  • 2010.02. -2011.02. 美国西北太平洋国家实验室(PNNL)访问学者。

学术兼职

  • Materials Theory 期刊编委,https://materialstheory.springeropen.com/about/editorial-board,2019.10. —

  • 中国材料研究学会计算材料学分会第三届委员会委员,2016.07. —

  • 中国核学会辐照效应分会第一届理事会理事,2018.09. —

研究领域

研究领域:计算凝聚态物理 / 计算材料科学 / 核材料等先进能源材料

借助超级计算机平台,应用多尺度计算模拟方法(DFT、MD和MC/KMC等),研究离子/中子辐照、高温、高压、腐蚀等极端条件下物质的微观缺陷结构与其物理、力学等性能的关系,预测与评估核材料辐照损伤及使用寿命。

目前的主要研究方向:

(1) 极端条件下原子间相互作用势函数的构建及其应用研究;

(2) 核材料辐照损伤的多尺度模拟研究;

(3) 核燃料中的裂变气体行为模拟研究;

(4) 辐照促进应力腐蚀开裂模拟研究;

(5) 新型能源材料计算设计。

科研项目

部分在研国家级科研项目和课题:

  •  主持 (课题负责人),国家重点研发计划磁约束核聚变能发展研究专项项目:"聚变堆金属材料中子辐照计算模拟” —— 课题 “辐照初级损伤结构与氢氦效应”(2018YFE0308101),2018.12-2023.11,北京航空航天大学为该项目牵头承担单位;

  •  主持(子课题负责人),国家重点研发计划磁约束核聚变能发展研究专项项目,"CFETR结构材料中聚变中子辐照致氢氦协同效应的等效模拟方法"(2022YFE03110000),2022.5-2027.4,北京大学为该项目牵头承担单位

已结题国家级科研项目和课题:

  • 主持,国家自然科学基金项目:金属钨中辐照嬗变钨铼析出相形核机理的原子模拟(51771073),2018.01-2021.12;

  • 主持,国家自然科学基金项目:钨纳米丝中氦泡的形核与释放机理研究(51371080),2014.01-2017.12;

  • 主持,国家自然科学基金项目:气体分子在金属铀表面行为的理论模拟研究(10976009),2010.01-2012.12;

  • 主持,国家自然科学基金项目:负载型纳米钯和铂颗粒表面氢的吸附与催化特性理论研究(20403004),2005.01.-2007.12;

  • 主持(子课题负责人),科技部国家重点研发计划高性能计算重点专项项目:“数值反应堆原型系统开发及示范应用”(2017YFB0202300) ,2017.07-2021.06; 原子能院 (401) 为该项目牵头承担单位。

  • 主研(骨干),科技部国际热核聚变实验堆计划专项:“液态锂壁在未来聚变装置应用的基础研究”(2013GB114000) 子课题,2013.01-2017.12;中国科学院大学为该项目牵头承担单位。

另外还主持或参与完成了20余项国家级和省部级科研课题。

学术成果

  • 发表学术论文被 SCI 收录200余篇,被引用3000余篇次,H-因子为29。

  • 全部论文清单见:

        https://orcid.org/0000-0001-8986-104X

        https://publons.com/researcher/L-7456-2019

  • 近期代表性论文(均为通讯或共同通讯作者):

A,核材料研究方面(辐照损伤、氦效应、腐蚀和原子间相互作用势函数等)

1, Investigation of the W/Y2O3 heterogeneous interface properties and its effect on hydrogen behavior using first-principles calculations, Nuclear Fusion, 62 (2022) 086015; DOI: 10.1088/1741-4326/ac6b46.

2,Orientation dependence of shock-induced change of habit plane for the 1/2<111> dislocation loop and plasticity in tungsten, International Journal of Plasticity, 155 (2022) 103329; DOI: 10.1016/j.ijplas.2022.103329.

3,Atomic insight into iron corrosion exposed to supercritical water environment with an improved Fe-H2O reactive force field, Applied Surface Science, 580 (2022) 152300; DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.152300.

4, Formation mechanism of <111> interstitial dislocation loops from irradiation-induced C15 clusters in tungsten, Physical Review Materials, 5 (2021) 093605; DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.5.093605.

5, In-situ TEM investigation of 30keV He+ irradiated tungsten: Effects of temperature, fluence, and sample thickness on dislocation loop evolution, Acta Materialia, 206 (2021) 116618; DOI: 10.1016/j.actamat.2020.116618.(与厦门大学合作)

6, Enhanced radiation tolerance of the Ni-Co-Cr-Fe high-entropy alloy as revealed from primary damage, Acta Materialia, 196(2020)133-143, DOI: 10.1016/j.actamat.2020.06.027.

7, Interatomic Potentials and Defect Properties in Fe-Cr-Al alloys, Journal of Nuclear Materials, 541 (2020) 152421, DOI: 10.1016/j.jnucmat.2020.152421.

8, Effect of MCl3 (M=La, U or Sc) component on the local structurs and transport properties of LiCl–KCl–MCl3 eutectic: A molecular dynamics study, Electrochimica Acta, 306 (2019) 366–376; DOI: 10.1016/j.electacta.2019.03.123.

9, Molecular dynamics simulations of the high-energy radiation damage in W and W-Re alloys, Journal of Nuclear Materials, 524 (2019) 9-20; DOI: 10.1016/j.jnucmat.2019.06.027.

10, Shockwave generates <100> dislocation loops in bcc iron, Nature Communications, 9 (2018) 4880; DOI: 10.1038/s41467-018-07102-3. (与密歇根大学等单位合作).


B,电池及其它新能源材料研究方面

1, Double-Layer Honeycomb AlP as a Promising Catalyst for Li-O2 and Na-O2 Batteries, Applied Surface Science, 550 (2021) 149392; DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.149392.

2, Theoretical Evaluation of MBenes as Catalysts for the CO2 Reduction Reaction, Journal of Physical Chemistry C, 125 (2021) 19183–19189; DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c02749.

3, Double-Layer Honeycomb AlP: A Promising Anode Material for Li-, Na- and K-Ion Batteries, Journal of Physical Chemistry C, 124 (2020) 2978-2986; DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b09172.

4, Dopant segregation boosting high voltage cyclability of layered cathode for sodium ion battery, Advanced Materials, 31 (2019) 1904816; DOI: 10.1002/adma.201904816.(与北京工业大学合作)

5, Theoretical Insights into Nitrogen Fixation on Ti2C and Ti2CO2 in a Lithium-Nitrogen Battery, Journal of Materials Chemistry A, 7 (2019) 19950–19960, DOI: 10.1039/C9TA06232G.

6, Atomistic insights into the reaction mechanism of nanostructured LiI: Implications for rechargeable Li-I2 batteries, Energy Storage Materials, 17 (2019) 211–219; DOI: 10.1016/j.ensm.2018.07.016.

7, Revealing the Reaction Mechanism of Sodium Selenide Confined within a Single-Walled Carbon Nanotube: Implications for Na–Se Batteries,ACS Applied Materials & Interfaces,11 (2019)4995–5002; DOI: 10.1021/acsami.8b18555.

8, A first-principles investigation of the ScO2 monolayer as the cathode material for alkali metal-ion batteries, Journal of Materials Chemistry A, 6 (2018) 3171–3180; DOI:  10.1039/C7TA10233J.

9, An Ab-initio Study for Probing Iodization Reactions on Metallic Anode Surfaces of Li–I2 Batteries, Journal of Materials Chemistry A, 6 (2018) 7807–7814; DOI: 10.1039/C8TA00356D.

10, Does Mg-I2 Battery Suffer Severe Shuttle Effect? Journal of Physical Chemistry C, 122 (2018) 28518–28527; DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b09507.

奖励与荣誉

  • 湖南大学“岳麓学者”(特聘岗B),2019年;

  • 湖南大学“优秀教师”,2018年;

  • 湖南省普通高校学科带头人,2011年;

  • 湖南省优秀硕士学位论文指导教师,2011年;

  • 湖南省首届新世纪“121人才工程”人选,2005年;

  • 湖南大学第二届“育英计划”人选,2004年;

  • 湖南省普通高校青年骨干教师,2004年。