李金平科研成果

基本信息 科学研究 教育教学 论文专著 招生计划 生活点滴 ... 生活点滴 新建主栏目 基本信息 名称 李金平，哈尔滨工业大学航天学院教授，博士研究生导师。 复合材料与结构研究所（ccms.hit.edu.cn）； 特种环境复合材料技术国家级重点实验室。 作为技术骨干，先后参与国家自然科学基金重点项目等国家重点、重大项目7项，作为主持人承担国家自然科学基金面上项目、国家某部预研、国家博士后科学基金、黑龙江省博士后科学基金等国家、省级项目近30项，其中大多数项目已通过鉴定或验收。 荣誉称号 名称 2005年荣获2005年度“优秀专兼职学生工作者标兵”荣誉称号； 2006年荣获2006年度“优秀专兼职学生工作者”荣誉称号； 2009年荣获“07-08年度SHATF何鸿燊奖教金”； 2011年被航天学院党委评为“优秀共产党员”； 2012年被学校工会评为“工会积极分子”； 2018年被学校党委评为“先进个人”； 2018年被学校党委评为“优秀工会工作者”； 2022年被学校评为“保密工作先进个人”。 工作经历 名称 时间 工作经历 1992年7月至1994年8月 航空航天部南方航空动力机械公司 1996年8月至2000年2月 兵器工业第五二研究所宁波分所 2003年4月至今 哈尔滨工业大学航天学院复合材料与结构研究所 2004年2月至2006年7月 哈尔滨工程大学材料科学与工程博士后流动站 2007年2月至2009年7月 哈尔滨工业大学力学博士后流动站 2008年3月至2008年6月 澳大利亚悉尼大学航天与力学系国家公派访问学者 2013年1月至2013年12月 日本京都大学基础物理学研究所国家公派访问学者 教育经历 名称 1988年-1992年，就读于哈尔滨工业大学材料科学与工程系锻压工艺与设备专业，工学学士 1994年-1996年，就读于哈尔滨工业大学材料科学与工程学院金属塑形加工专业，工学硕士 2000年-2003年，就读于哈尔滨工业大学材料科学与工程学院材料加工工程，工学博士 2011年-2011年，就读于东北师范大学2011年秋季国家公派出国留学英语高级培训班，结业 主要任职 名称 1993年7月在航空航天部南方航空动力机械公司任助理工程师； 1998年10月在中国兵器工业第五二研究所任工程师； 2004年8月在哈尔滨工业大学任副教授； 2005年4月在哈尔滨工业大学任硕士研究生导师； 2018年4月在哈尔滨工业大学任博士研究生导师； 2022年12月在哈尔滨工业大学任教授。 美陶、合金与化合物、材料与设计、稀有金属材料与工程等期刊审稿人； 国家自然科学基金委项目通讯评审人； 中国力学学会会员、黑龙江省复合材料学会理事。 研究领域 名称 难熔化合物及其复合材料的第一性原理计算； 近零膨胀陶瓷复合材料的实现机制与实验验证； 极端环境多功能PDC传感器材料与器件技术； 月球资源原位利用与基地建设； 主要研究方向：高温陶瓷材料与结构的设计、制备及其在多功能器件上的应用 团队成员 名称 孟松鹤：责任教授、博士研究生导师，防热材料与结构、工程力学方向； 易法军：教授、硕士研究生导师，传感器、防热效果评价方向； 解维华：教授、博士研究生导师，热防护系统方向； 许承海：教授、博士研究生导师，防热材料的高温力学性能测试方向； 方国东：教授，博士研究生导师，复合材料设计、防热复合材料的烧蚀模型； 杨 强：副教授，博士研究生导师，空天结构数字孪生方法研究。 科研项目 项目名称 ******陶瓷材料与传感器器件 项目来源 国家某部委 开始时间 2018.11 结束时间 2021.04 项目经费 ***万 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 近零膨胀ZrO2/ZrW2O8防热复合材料的实现机制与实验验证 项目来源 国家自然科学基金委 开始时间 2017.01 结束时间 2020.12 项目经费 62.4万 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 ******演变与强化机制 项目来源 国家某部委 开始时间 2015.01 结束时间 2021.01 项目经费 ***万 担任角色 参与 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 讲授课程 名称 讲授研究生学位必修课与本科生选修课，指导复合材料与工程本科生认识实习与毕业实习等实践教学环节。 粉末冶金原理 认识实习 毕业实习 教学成果 名称 教学成果tchach 承担教学研究项目3项： （1）李金平，韩杰才，孟松鹤，张宇民，王长国，《复合材料专业校内外实习基地建设的研究与实践》，项目编号：JG2012010177，黑龙江省高等学校教改工程项目，资助经费2000元，2012年9月4日，黑龙江省教育厅 （2）王荣国、李金平，孙跃，王长国，梁媛媛，《全日制工程硕士实践教学研究》，哈尔滨工业大学研究生培养模式改革研究项目，资助经费1万元，2009年7月至2011年12月，已结题。 （3）李金平，张幸红，解维华，金华，梁媛媛，《复合材料与工程本科生认识实习与毕业实习教学改革》，哈尔滨工业大学实践教学改革项目，资助经费10万元，2018年7月至2020年6月，进行。 发表教学文章6篇，其中两篇获奖： （1）李金平，你的论文《还——论兼职班主任在班级建设中的作用》在航天学院2007年教育工作研讨会议论文评选活动中荣获二等奖。论文集pp202-205，授奖单位：哈工大航天学院；时间：2007年12月 （2）李金平，孟松鹤，王荣国，《复合材料与工程专业本科生实践教学现状分析》，在航天学院2010年教育教学工作研讨会中，被评为三等奖。论文集pp74-78，授奖单位：哈工大航天学院；时间：2010年12月3日 （3）李金平，《本科生教学方法实践及其措施》，哈尔滨工业大学“2008年教育思想大讨论”论文集，2008年8月出版，pp288-291 （4）李金平，张宇民，孟松鹤，王荣国，导师在提高硕士研究生学位论文质量中的作用，航天学院2008年教育工作研讨会议论文集，时间：2009年6月 （5）李金平，王长国，我俩担任兼职班主任的经验，航天学院2008年教育工作研讨会议论文集，时间：2009年6月 （6）李金平，王荣国，孟松鹤，张宇民，孙跃，全日制工程硕士实践教学现状及发展趋势，第二十五届全国研究生院工科研究生教育工作研讨会会议论文集，2010年10月21日至23日山东青岛。 论文期刊 名称 paper： [18] Wang Xiaofei, Li Jinping*, Zhang Hui, Yang Cheng, Liu, Zhen, Meng Songhe, A novel wave-transparent composite: SiO2-nanocore design for zerothermal expansion and creep resistance. Journal of the European Ceramic Society, 2023, 43(15): 7102-7110. [17] Wang Xiaofei, Li Jinping*, Yang Cheng, Zhang Hui, Meng Songhe, A strategy for enhancing ceramic densification in ultra-low temperature sintering: Shape-tailored nanostructure for crystal synthesis, Ceramics International, 2023, 49(8): 12079-12087. [16] Yan Qiang, Chen Siyao, Shi Haofan, Wang Xiaofei, Meng Songhe, Li Jinping*, Fabrication of polymer-derived SiBCN ceramic temperature sensor with excellent sensing performance, Journal of the European Ceramic Society, 2023, 43(16):7373-7380 [15] Cheng Yang, Jinping Li*, Xiaofei Wang, Dongliang Yang, Haofan Shi, Songhe Meng, Shanyi Du, ZrO2/ZrW2O8 composites with low/near-zero coefficients of thermal expansion fabricated at ultra-low temperature: an Integration of hydrothermal assembly and cold sintering process, ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13(33): 39738-39747 [14] Yang Cheng, Li Jinping*, Shi Haofan, Yang Dongliang, Meng Songhe, Du Shanyi, Effects of the liquid phase content on the microstructure and properties of the ZrW2O8 ceramics with negative thermal expansion fabricated by the cold sintering process, Journal of the European Ceramic Society, 2020.5.28, 40：6079-6086 [13] Yang Cheng, Li Jinping*, Shi Haofan, Yang Dongliang, Huo Yanyan, Han Shuo, Meng Songhe, Du Shanyi, Size effect on the thermal expansion of ZrO2/ZrW2O8 composites fabricated by the conventional sintering process, Ceramics International, 2020.8.14, 46：29130-29136 [12] Cheng Yang, Jinping Li*, Dongliang Yang, Shuang Li, Yaoyao Qin, Songhe Meng, Shanyi Du, ZrW2O8 with negative thermal expansion cold sintered at ultra-low temperatures: an energy-efficient strategy for metastable material fabrication, ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7: 14747-14755 [11] Yongdong Yu, Jinping Li*, Jiahong Niu, Fajun Yi, Songhe Meng, The stability and repeatability of high temperature electrical properties of SiAlCN ceramic sensor heads, Ceramics International 45(2019) 7588-7593 [10] Jin-Ping Li*, Song-He Meng, Cheng Yang , Han-Tao Lu , and Takami Tohyama , Electronic structures and optical properties of HfO2-TiO2 alloys studied by first-principles GGA+U approach, Chinese Physics B 2018, 27(2): 027101 [09] Jin-Ping Li* , Song-He Meng , Han-Tao Lu , and Takami Tohyama, First-principles study on the mechanics, optical, and phonon properties of carbon chains, Chinese Physics B 2018, 27(11): 117101 [08] Yongdong Yu, Jinping Li*, Jiahong Niu, Fajun Yi, Songhe Meng, Preparation and temperature-resistance characteristics of novel dense SiAlCN ceramics, Ceramics International 44 (2018) 22473-22480 [07]Li Jinping, Meng Songhe, Niu Jiahong, Lu Hantao, Electronic structures and optical properties of monoclinic ZrO2 studied by first-principles local density approximation plus U approach, Journal of Advanced Ceramics, 2017, 6(1): 43-49 [06]Li Jinping, Meng Songhe, Qin Liyuan, Lu Hantao, Optical properties of anatase and rutile TiO2 studied by GGA plus U, Chinese Physics B, 2017, 26(8): 087101 [05] Li, Jinping; Meng, Songhe; Qin, Liyuan; Lu, Hantao, First-principles study of electronic structure, optical and phonon properties of α-ZrW2O8, Solid State Communications, v 247, p 58-63 [04] Qin, Liyuan; Li, Jinping; Meng, Songhe; Lu, Hantao; Tohyama, Takami, A small shoulder of optical absorption in polycrystalline HfO2by LDA+U approach, Solid State Communications, v 244, p 28-32, October 1, 2016 [03] Li, Jinping; Lu, Hantao; Li, Yuhan; Meng, Songhe; Zhang, Yumin, First-principles generalized gradient approximation (GGA) +U studies of electronic structure and optical properties in cubic ZrO2, Solid State Communications, v 211, p 38-42, 2015 [02] Li, Jinping; Meng, Songhe; Li, Lingling; First-principles generalized gradient approximation (GGA) + U-d + U-p studies of electronic structures and optical properties in cubic HfO2, Computational Materials Science, vol 81, pp 397-401, 2014 [01] Li, Jinping ; Han, Jiecai; Meng, Songhe; Lu, Hantao; Tohyama, Takami, Optical properties of monoclinic HfO2 studied by first-principles local density aproximation + U approach Source: Applied Physics Letters, v 103, n 7, August 12, 2013 Introduction to Jinping Li in English 名称 专利patent [1] 李金平，韩杰才，柳青，张宇民，孟松鹤. 一种SiC晶须增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料及其制备方法，2010年9月17日受理，申请号：201010284529.8 [2] 李金平，张宇民，刘时强，孟松鹤，韩杰才. 一种ZrB2-SiCnm超高温陶瓷复合材料的制备方法，2010年9月17日受理，申请号：201010284702.9 [3] 李金平，张宇民，刘时强，孟松鹤，韩杰才. SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料及其制备方法，2011年9月6日受理，申请号： 201110261934.7，2013年5月8日授权。 [4] 李金平，孟松鹤，王智博，张宇民，周玉锋. 一种ZrC-SiC-LaB6超高温陶瓷复合材料及其制备方法, 2012年7月10日申请，申请号: 201210176664.4 [5] 李金平，孟松鹤，韩杰才，张宇民，罗晓光，董善亮. 一种纳米晶WC-Co硬质合金的制备方法，申请号：200810209701.0，2010年9月22日授权 [6] 杨程，李金平，易法军，解维华，孟松鹤，侯一心, 一种利用稳定晶型氧化锆为原料制备氧化锆/钨酸锆复合材料的方法, 2015年6月9日受理，申请号：201510312805.4 [7] 杨程，孟松鹤，李金平，易法军，解维华，许承海，金华，一种固相反应烧结制备负膨胀材料钨酸锆的方法，2016年11月9日授权，授权号：ZL.201510474815.8 [8] 李金平，李玉含，孟松鹤，杨程，侯一心，解维华，易法军，许承海，低膨胀ZrO2/ZrW2O8陶瓷复合材料及其制备方法，2014年12月18日受理，申请号：201410796116.0 [9]李金平，侯一心，孟松鹤，杨程，牛家宏，胡兆财，原位生成碳纳米线的陶瓷材料的制备方法，2016年8月17日受理，申请号：201610217597.4 [10]孟松鹤，牛家宏，张高铭，李金平，易法军，许承海，一种非晶先驱体陶瓷孔隙率大范围连续调节的实现方法，2017年12月19日受理，申请号：201710828943.7 [11]李金平，周耀强，易法军，孟松鹤，李卓芸，解维华，金华，方国东，许承海，一种富碳先驱体陶瓷的制备方法及值得的富碳先驱体陶瓷，2018年1月31日受理，申请号：201810097876.0 招生信息 名称 每年招收1-2名博士研究生（工程力学方向）；每年招收1-2名硕士生（材料学方向）： （1）极端条件下PDC多功能传感器材料及器件技术 燃气轮机是应用于航空、能源、海陆交通等诸多领'x重大核心装备之一。对燃气轮机工作过程中各项环境参数（如温度、压力、热流等）的实时监测，可进一步善和优化燃气轮机结构、提高效率、减轻排放和降低维护费用。涡轮发动机燃烧时内部工作环境非常苛刻，包括温度高（>1000g）、压力大（>3.45MPa）、氧化腐蚀气体，现有的温度传感器系统多采用光纤或低频有源的工作方式，在如此苛刻的环境下根本无法正常工作。因此，急需开发可应用于极端环境的耐高温温度传感器；特别是无线无源温度传感器，应用潜力巨大。 采用优选先驱体、优化PDC工艺，得到了致密、微观组织均匀的SiCN、SiAlCN等陶瓷材料，可实现PDC陶瓷材料电性能的几个数量级的调控，且阻温特性的重复性、稳定性好，能满足极端环境温度、压力以及温度/压力复合传感器敏感头的需要。在此基础上，通过电极材料、连接方式优化，以及防热结构的设计，加工出了热电偶式有线温度传感器。采用PDC陶瓷介质谐振腔与开槽天线一体化设计，制备出了无线无源温度传感器样件。两类小型温度传感器样件的制备，为后续设计制备极端环境压力传感器，摩擦阻力传感器以及无线无源温度/压力传感器、复合传感器提供技术支持！ （2）近零膨胀ZrO2/ZrW2O8陶瓷防热复合材料的实现机制与实验验证 ZrO2等高温结构陶瓷及其复合材料具有较大的热胀冷缩会降低高温零部件的结构稳定性和安全可靠性，削弱甚至破坏材料的防热与抗热冲击能力。能够实现对材料的热膨胀行为进行调控、在环境温度变化时获得“低膨胀”甚至“零膨胀”的优异性能，是航空航天、电子器件、精密仪器等高端技术领域的重大需求。目前，调控ZrO2等高温结构陶瓷材料热膨胀行为最行之有效的方法，就是与具有负热膨胀的材料进行复合，利用叠加效应获得低膨胀、甚至零膨胀性能。 基于第一性原理与分子动力学方法，通过对ZrW2O8陶瓷的负膨胀机理及其相变研究，给出两者之间的内在关系，为稳定相变、提高负膨胀陶瓷的使用温度奠定基础。采用超低温烧结技术制备多组ZrO2/ZrW2O8陶瓷复合材料，并完成材料的结构分析与性能测试；研究负膨胀ZrW2O8以及添加剂对ZrO2陶瓷基体性能与组织的影响，从微观层次上探讨复合材料热膨胀系数不遵从混合定则的理论原因，揭示缓解近零膨胀ZrO2/ZrW2O8陶瓷复合材料界面热失配的物理机制。特别是近零膨胀ZrO2/ZrW2O8陶瓷复合材料耐高温，其热膨胀受温度影响极小，在耐热冲击性能上具有显著优势，能用于制造航空涡轮发动机的高压压气机机匣、涡轮内外环、封严环等精密部件，可消除因热膨胀导致的内应力破坏，能大大延长其使用寿命。 （3）超高温陶瓷防热复合材料理论设计与性能预报 基于密度泛函理论，系统研究陶瓷复合材料的力学稳定性、强韧性转变、热力学、光磁学与声子特性，以及在高温高压等极端条件下的性能演变规律；针对超高温防热材料的高温强韧化、氧化抑制机制等科学问题，考虑在位库仑、自旋轨道耦合、屏蔽交换对理论计算精度的影响，部分结果与实验惊人吻合。 借助CASTEP与VASP等第一性原理计算工具，在陶瓷基体及其复合材料晶胞、结构优化的基础上，研究材料基态下的力学、光学、热力学、电磁以及声子等物理性质，材料在高温高压下的性能演变与相变机理，以及材料表面吸附、固溶、空隙、夹杂对材料宏观性能的影响；并结合部分实验，验证理论设计的正确性。探讨发展第一性原理计算的基础理论，获得材料激发态、强关联电子体系等特殊条件下材料物性的计算与预报方法（如动力学平均力场，LDA+U等），将显著提高材料性能计算与预报的能力，大大促进在过渡族化合物中预报、设计出满足性能要求的新材料。 （4）月球原位资源利用与月球基地建设 自上世纪以来， 各航天大国对月球的探测不断深入， 建造月球基地与开采月球资源已成为各国航天计划的必然趋势。建造月球基地需要大量的资源与先进的技术作为支撑。就地取材、原位成型对于减少月球基地建造过程中资源的消耗来说具有重要意义。课题组基于原位资源利用(ISRU)思想，以低钛型玄武岩 CLRS-1 模拟月壤为研究对象， 对 CLRS-1 分别采用高温烧结得到具有力学强度的块体材料与选区激光熔化（SLM） 成型得到不规则形状的零部件。同时，选用中科院地化所研制的 CLRS-1 标准模拟月壤样品为原材料，进行筛分选择合适的颗粒直径来通过 3D 打印技术成型模拟月壤，并与 CLRS-1 模拟月壤无氧环境高温烧结工艺得到的样品做对比，为原位资源利用建造月球基地做好前期的实验模拟准备。 指导及协助指导博士研究生情况： 罗晓光，材料学方向，超高温陶瓷性能的第一性原理计算，2010年毕业，就业于航天十一院某所。 秦丽媛，工程力学方向，超高温陶瓷力学性能的理论计算，2019年毕业，就业于呼伦贝尔学院； 牛家宏，工程力学方向，PDC陶瓷材料热电性能研究，2020年毕业，就业于四川大学； 胡兆财，工程力学方向，热防护系统梯度结构设计与防热效果评价，2022年已毕业，就职于航天一院某部； 杨 程，材料学方向，近零膨胀陶瓷材料的实现机制，2022年已毕业，就职于山东理工大学； 18博陈思尧，工程力学方向，4D打印形状记忆聚合物先驱体； 19博石皓帆，工程力学方向，极端条件下无线无源PDC陶瓷温度传感器器件技术； 20博王晓飞，工程力学方向，近零膨胀钨酸锆基复合材料超低温制备及其性能； 21博刘 镇，工程力学方向，基于模拟月壤的墙砖结构设计与超低温构造； 21博严 强，工程力学方向，极端条件下PDC温度传感器器件加工与高温性能考核； 22博陈鑫昊，工程力学方向，极端条件下陶瓷防热复合材料的力学行为。 桃李满天 名称 桃李满天student 04硕陈 勇，方向为高温力学性能测试，2006年7月毕业，现就职大庆石油设计研究院； 05硕罗晓光，方向为材料的理论设计，2007年7月毕业，复材所博士毕业，就职航天11院； 06硕刘广义，方向为超高温陶瓷，2008年7月毕业，在本校读博士，毕业后就职青岛； 08硕王 彦，方向为价电子理论计算，2010年7月毕业，现就职于航天科工集团四院42所； 08硕董善亮，方向为生物陶瓷，2010年7月毕业，复材所博士毕业，目前已留校； 09硕柳 青，方向为超高温陶瓷，2011年7月毕业，现个人创业； 10硕刘时强，方向为超高温陶瓷，2012年7月毕业，现就职于江苏太仓一家德国独资企业； 11硕王智博，方向为超高温陶瓷，2013年7月毕业，先就职于哈玻院，现已去深圳就业； 12硕李玲玲，方向为残余应力的无损检测技术，2014年7月毕业，就职青岛海信； 13硕李玉含，方向为低膨胀陶瓷材料，2015年7月毕业，就职于厦门； 14硕侯一心，方向为PDC陶瓷材料，2016年7月毕业，先就职于佛山，现已返复材所读博； 14硕杨 程，方向为近零膨胀陶瓷，2016年7月毕业，复材所博士毕业，山东理工大学； 15硕于永东，方向为PDC陶瓷材料，2017年7月毕业，在复材所继续攻读博士学位； 16硕张高铭，方向为PDC陶瓷材料，2018年7月毕业，就职于福建省宁德市； 17硕周耀强，方向为轻质烧蚀型防热复合材料，2019年7月毕业，香港某大学攻读博士学位； 18硕秦谣谣，方向为PDC陶瓷压力传感器，2020年7月毕业，湖北当阳军工厂； 19硕谭丽娟，方向为PDC陶瓷的介电性能，2021年7月毕业，成都某专利局； 19硕王丽爽，方向为模拟月壤的成型及其性能表征，2021年7月毕业，航天六院41所； 20硕宋新宇，方向为PDC陶瓷压力传感器，2022年7月毕业，三环集团； 21硕陈鑫昊，方向为PDC陶瓷温度传感器，2022年9月转为博士研究生； 22硕杨 旋，方向为冷烧结高储能介电复合材料，预计2025年7月毕业； 23硕丁泳文，方向为冷烧结钨酸锆树脂复合材料，预计2026年7月毕业。 个人新闻 新闻标题 2019年6月课题组师生合影 发布时间 2019年8月 新闻标题 2019年6月课题组硕士毕业 发布时间 2019年8月 新闻标题 2019年7月与陈思尧博士生一起做实验 发布时间 2019年8月 新闻标题 课题组2019级硕士毕业 发布时间 2021年7月 新闻标题 2019年6月淄博指导学生动手实习 发布时间 2019年8月 新闻标题 2019年5月与复材所师生一起参加CICC-11国际会议 发布时间 2019年8月 新闻标题 2018年11月参加长沙会议 发布时间 2019年8月 新闻标题 2017年6月课题组硕士毕业合影 发布时间 新闻标题 2017年9月在湖北省武汉市与李双、周玉锋、杨程在一起 发布时间 新闻标题 2018年7月张高铭硕士毕业 发布时间 新闻标题 2017年3月与李义男硕士在甘肃兰州市兰山公园 发布时间 新闻标题 2018年5月前往淄博参加杨程婚礼 发布时间 新闻标题 2018年5月淄博参加婚礼后与同学们晚餐 发布时间 新闻标题 2018年5月与周博士一起参加会议 发布时间 新闻标题 2014年7月在江苏省扬州市与家人合影 发布时间 新闻标题 2017年11月在复材所与程海明博士在一起 发布时间 新闻标题 2015年3月在北京玻璃钢研究设计院与郑永挺、王海龙两位老师在一起 发布时间 新闻标题 2014年7月在山东淄博硅元集团实习 发布时间 新闻标题 2015年9月在山东工陶院实习 发布时间 新闻标题 2017年9月在陕西省延川县梁家河村 发布时间 新闻标题 2017年4月北京与硕士毕业生在一起 发布时间 新闻标题 2017年7月与毕业生合影留念 发布时间 新闻标题 2017年7月与于永东硕士毕业时合影 发布时间