张哲峰
教育经历
09/1988—07/1992:西安交通大学材料科学与工程系,学士学位
09/1992—07/1995:西安交通大学材料科学与工程系,硕士学位
09/1995—06/1998:中国科学院金属研究所,博士学位
工作经历
07/1998—09/1999:中国科学院金属研究所,助理研究员
10/1999—12/2003:中国科学院金属研究所,副研究员
09/2000—09/2001:日本产业技术综合研究所,JSPS博士后
10/2001—01/2003:德国德累斯顿莱布尼兹固体材料研究所,洪堡学者
01/2003—12/2003:德国斯图加特马普金属所,访问学者
01/2004—至 今:中国科学院金属研究所,研究员
01/2005—10/2018:中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂研究部,副主任、主任
03/2006—至 今:中国科学院金属研究所,博士生导师
04/2009—至 今:中国科学院金属研究所失效分析中心,主任
07/2012—12/2018:中国科学院金属研究所,副所长
11/2020—至 今:中国科学院金属研究所材料使役行为研究部,主任
研究进展
主要从事金属材料力学性能评价、强韧化机制、疲劳损伤与性能预测、断裂机理与强度理论、生物力学与仿生材料设计制备研究及工程构件失效分析工作。主要研究进展包括:
1、脆性材料断裂机制与强度理论
非晶合金变形断裂机制:在100纳米尺度下首次观察到非晶合金拉伸颈缩与剪切断裂竞争机制,提出非晶合金塑性变形临界剪切台阶概念和稳定剪切机制,发现非晶合金缺口断裂强度不敏感性及缺口韧化效应。揭示了非晶合金拉伸-压缩断裂强度与断裂角度不对称性,提出了非晶合金剪切断裂正应力效应:即拉伸正应力促进剪切断裂,压缩正应力抑制剪切断裂。
提出统一断裂准则:提出统一拉伸断裂准则—椭圆准则: ,通过断裂方式因子 ,将材料力学教科书中过去400多年提出的四个经典强度理论(最大正应力准则、Tresca准则、von ? Mises准则、Mohr-Coulomb准则)统一起来,设计实验证实了统一断裂准则的准确性,建立了断裂方式因子 与非晶合金泊松比之间定量关系: ,定量预测了不同非晶合金强度与断裂方式。
2、延性金属材料形变损伤机制
面心立方金属形变与疲劳损伤规律:通过第一原理计算模拟各种面心立方金属中不稳定层错能 、内禀层错能 与不稳孪生能 之间的竞争关系,提出了孪生萌生的本征判据: ;建立了面心立方金属晶粒尺寸D、晶体取向因子m和层错能 与孪生萌生的临界判据: ;通过计算模拟预测了铜合金化后层错能的变化趋势,提出了面心立方金属位错组态缺陷演化统一因子,揭示了位错、层错、孪生之间竞争与转变的内在机制。
晶界与孪晶界面疲劳损伤开裂规律:确定了疲劳裂纹萌生的难易顺序为:小角晶界、孪晶界、滑移带、大角晶界,提出界面对滑移位错塞积程度是影响其疲劳开裂与否的本质因素;建立了层错能、晶体取向差与孪晶界面疲劳开裂的定量判据,揭示了孪晶界面疲劳开裂与否的界面取向效应。
金属材料强度与塑性同步提高机制:通过总结内在因素(层错能、间隙原子等)与外部因素(温度、应变速率等)对面心立方金属强度与延伸率同步提高的共性规律,提出面心立方金属位错运动存在尺寸恒定的“临界独立运动空间”,并提出了最小形变单元尺寸和形变缺陷独立系数Din,解释了金属材料强度与塑性“天花板”效应,其中Din减小是实现强度与塑性同步提高的内在机制;该模型指导了铜合金、镍合金、TWIP钢、奥氏体不锈钢、高熵合金、镍钴基高温合金等多种面心立方金属强韧化设计与制备。
3、金属材料疲劳性能预测模型
金属材料低周疲劳寿命预测模型:提出以滞回能为损伤参数的低周疲劳寿命预测模型( ),由于同时考虑了应力和应变作为损伤参数,该模型统一了Basquin(1910年)和Coffin-Manson(1954年)两个经典疲劳模型,建立了金属材料疲劳性能与其微观损伤机制之间的联系,为金属材料强韧化设计抗疲劳提供了新的理论依据;并通过温度和应变速率修正,该疲劳损伤能量模型进一步应用到高温/低周疲劳和热机械疲劳寿命预测。
疲劳强度与裂纹扩展寿命预测模型:建立了金属材料高周疲劳强度 与拉伸强度 关系: ;建立了以静态性能(屈服强度 、拉伸强度 和弹性模量E等)预测其疲劳强度 的Y-T-F模型: ;建立了以静态性能(拉伸强度 、断裂韧性 和弹性模量E)预测其疲劳裂纹扩展速率模型: 。上述疲劳性能预测模型在铜合金、铝合金、钛合金及多种钢铁材料体系中得到广泛验证。
疲劳开裂临界缺陷模型与疲劳强度优化:针对AISI 4340、M300、M400马氏体时效钢和GCr15轴承钢等多种高强钢,结合大量疲劳实验数据与断裂力学理论分析,建立了基于拉伸强度、断裂韧性和夹杂物尺寸关系的疲劳开裂临界缺陷定量预测模型:K_IC^2=σ_b?E?D_0;通过添加稀土元素控制夹杂物类型和尺寸,结合疲劳开裂临界缺陷模型调整GCr15轴承钢的微观组织控制其强度-韧性匹配关系,使GCr15轴承钢在107周次对称拉-压疲劳强度超过1 GPa,打破所有材料疲劳强度的世界记录!
上述研究成果在SCI刊物上发表论文550余篇,被SCI刊物论文引用16000余次,2014-2020年连续7年入选Elsevier材料科学领域中国高被引学者榜单,申请授权专利60余项,在国内外学术会议上作邀请报告60余次,部分研究成果获2004年“辽宁省自然科学二等奖”、2009年辽宁省十大青年科技奖。
2009-2021年带领失效分析团队为全国27个省/直辖市300余家企业开展工程构件失效分析案例600余项,其中疲劳断裂失效案例480余项,涉及经济损失十亿元以上,包括航空航天、轨道交通、军民舰船、石油化工、机械制造等领域;为解决构件疲劳失效问题,带领材料疲劳与断裂研究团队发展系列原创疲劳理论,结合经典疲劳理论及行业评价标准,针对高速列车关键构件材料,为中车长春轨道客车有限公司开发了“高速列车关键构件疲劳寿命预测软件系统”。
四、承担项目
* 国家自然科学基金重点项目,资助号:52130002,金属结构材料疲劳性能预测软件研发,2022-01至2026-12,项目负责人
* 中国科学院中—土国际合作项目,调控纳米相与晶粒尺寸优化高强变形铝合金服役性能研究,2022-01至2024-12,项目负责人
* 中国科学院王宽诚率先人才计划项目“卢嘉锡国际团队”,项目号:GJTD-2020-09,纳米材料强韧化及抗疲劳设计与制备,2021-01至2023-12,项目负责人
* 科技部变革性技术关键科学问题重点专项:新型生物组装自愈合牙修复材料制备与性能研究,2021-01至2025-12,课题负责人
* 中国科学院先导专项C项目,资助号:XDC04040502,高端轴承可靠性制备-轴承材料疲劳损伤与性能优化,2020-01至2022-12,课题负责人
* 国家自然科学汽车联合基金项目,资助号:U1664253,表面强化与组织强韧化提高汽车钢板弹簧疲劳寿命研究,2017-01至2020-12,项目负责人
* 中国科学院先导专项B类项目,资助号:XDB22020002,高速列车关键构件可靠性研究,2016-09至2021-12,项目负责人
* 中国科学院-日本学术振兴会合作研究项目,资助号:GJHZ1774,低层错能金属材料拉伸及疲劳性能优化机制研究,2015-04至2018-03,项目负责人
* 国家自然科学基金面上项目,资助号:51471170,面心立方晶体强度与塑性变形机制的尺寸效应,2015-01至2018-12,项目负责人
* 国家自然科学基金重点项目,资助号:51331007,高强度金属材料形变与破坏机理,2014-01至2018-12,项目负责人
* 中国科学院创新交叉团队项目,高性能金属结构材料,2013-01至2015-12,项目负责人
* 国家自然科学基金面上项目,资助号:51171194,面心立方金属孪晶界面疲劳损伤机制研究,2012-01至2015-12,项目负责人
* MOST国家重点基础研究发展计划(973)项目,资助号:2010CB631006,三维集成互连材料服役特征与多场效应,2009-09至2014-08,课题负责人
* 国家自然科学基金重大项目,资助号:50890170,金属材料强韧化多尺度结构设计与制备,2009-01至2012-12,项目负责人
* 国家自然科学基金面上项目,资助号:50871117,非晶合金材料剪切变形稳定性与塑性研究,2009-01至2011-12,项目负责人
* 国家杰出青年科学基金项目,资助号:50625103,金属材料疲劳与断裂,2007-01至2010-12,项目负责人
* 国家自然科学基金面上项目,资助号:50571104,金属材料孪晶界面疲劳损伤机理,2006-01至2008-08,项目负责人
* 中国科学院人才计划项目,非晶与超细晶的疲劳与断裂,2005-01至2008-05,项目负责人
* 国家自然科学基金青年科学基金项目,资助号:50401019,非晶合金的变形与断裂机制,2005-01至2007-12,项目负责人
* 教育部全国优秀博士学位论文作者专项资金:金属材料界面疲劳损伤机制,2001-01至2005-12,项目负责人。
五、获奖情况
08/1998:获中国科学院首届“刘永龄奖金”
10/1998:获中国科学院“院长奖学金优秀奖”
06/2000:获 “全国优秀博士学位论文奖”;
12/2004:获辽宁省“自然科学二等奖”(第二获奖人)
01/2005:获中国科学院人才计划择优支持
10/2006:获国家杰出青年科学基金资助
12/2007:入选辽宁省“百千万人才计划”— 百人层次人选
12/2008:获金属研究所首届基础研究“创新奖”
10/2009:获辽宁省青年科技奖“十大英才”称号
10/2010:获沈阳材料科学国家(联合)实验室成立十周年“创新成果奖”
12/2010:获沈阳市优秀科技工作者称号
10/2011:中国科学院“优秀研究生指导教师”奖
02/2013:获国务院政府特殊津贴
04/2014:入选科技部“中青年创新领军人才计划”
10/2014:获中国科学院“优秀研究生指导教师”奖
09/2015:九三学社辽宁省十大杰出中青年科技人才
09/2015:获中国科学院“优秀研究生指导教师”奖
11/2015:获国家百千万人才工程 “有突出贡献中青年专家”荣誉称号
12/2016:入选中组部国家高层次人才特殊支持计划
09/2017:获中国科学院“朱李月华优秀教师”奖
12/2018:入选辽宁省“兴辽计划”创新团队
09/2021:获金属学报特殊贡献奖
01/2021:入选中国科学院王宽诚率先人才计划“卢嘉锡国际团队”项目
六、社会任职
01/2006 – 12/2008:中国材料研究学会青年委员会理事
06/2006 – 至 今:中国材料研究学会疲劳分会副理事长、秘书长
01/2008 – 至 今:任中国材料研究学会理事
01/2009 – 08/2011:中国材料研究学会青年委员会副秘书长、常务理事
01/2009 – 至 今:任《金属学报》编委
09/2009 – 09/2018:国际材料强度委员会(ICSMA)委员
01/2011 – 至 今:Int. J. Fatigue刊物编委
09/2011 – 12/2014:中国材料研究学会青年委员会 副主任
05/2012 – 至 今:Mater. Sci. Eng., A刊物编委
06/2012 – 至 今:Adv. Eng. Mater. 刊物编委
01/2013 – 至 今:J. Mater. Sci. Tech.刊物执行副主编
01/2013 – 至 今:金属学报中、英文版副主编
01/2018 – 至 今:金属学会理事
七、研究生培养
2008-2021年培养毕业研究生中30余人荣获中国科学院“青年创新促进会会员”、“优秀博士学位论文奖”、“院长奖学金”、 “朱李月华奖学金”和 “宝钢奖学金”、 “国家奖学金”、金属研究所 “师昌绪奖学金”、“葛庭燧奖研金”、国家自然科学基金委“优秀青年基金项目”、德国“洪堡奖学金”和日本“学术振兴会”奖研金等60余项荣誉,本人三次荣获中国科学院“优秀研究生指导教师”奖(2011、2014、2015)。2007-2011年为金属研究所研究生主讲“材料疲劳与断裂”课程,2012-2018年主讲“材料力学性质”课程,2017年荣获中国科学院“朱李月华优秀教师奖”。培养的研究生主要荣誉如下:
德国洪堡奖学金
李 鹏 (2014年)、安祥海 (2016年)、屈瑞涛 (2017年)、李琳琳 (2018年)
日本JSPS奖学金
田艳中(2012年)
中国科学院青年创新促进会会员
李 鹏(2013年)、阳华杰(2016年)、张 鹏(2017年)、刘增乾(2018年)、屈瑞涛(2019年)、张振军(2020年)、邵琛玮(2021年)
中国科学院优秀博士学位论文奖
李 鹏(2011年)、张青科(2014年)、李琳琳(2015年)
中国科学院院长奖学金
韩卫忠(2009)、李 鹏(2010)、邹鹤飞(2011)、张青科(2013年)、李琳琳(2014年)、邵琛玮(2017年)、孙士杰(2020年)
中国科学院宝钢奖学金
伍复发(2008)、刘 睿(2018年)
中国科学院朱李月华奖学金
张振军(2013年)
金属研究所葛庭燧奖研金
李琳琳(2014年)、邵琛玮(2017年)
国家奖学金
董福元(2012年)、李琳琳(2013年)、杨浩坤(2015年)、王 斌(2015年)、李克强(2016年)、邵琛玮(2016年)、谈国旗(2020年)、张明阳(2021年)
中国科学技术大学郭永怀奖学金
任川兮(2021年)
中国科学技术大学光华奖学金
任川兮(2017年)、任川兮(2020年)、谈国旗(2021年)
中国科学院优秀毕业生
屈瑞涛(2012年)、李琳琳(2014年)、焦 大(2016年)
中国科学院大学生奖学金
任川兮(2016年)
金属研究所师昌绪奖学金
一等奖:
伍复发(2008年)、韩卫忠(2009年)、李 鹏(2010年)、邹鹤飞(2011年)、张青科(2013年)、李琳琳(2014年)、邵琛玮(2017年)
二等奖:
安祥海(2009年)、张青科(2010年)、田艳中(2012年)、张振军(2013年)、刘 睿(2018年)、杨成林(2018年)、孙士杰(2020年)、任川兮(2021年)
三等奖:
范吉堂(2008年)、安祥海(2012年)、华 旭(2014年)、侯嘉鹏(2016年)、焦 大(2016年)、杨浩坤(2017年)、翁兆勇(2017年)、王晓地(2018年)、吴少杰(2021年)
八、代表性论文
疲劳损伤微观机制
* Zhang, Z. F., and Wang, Z. G., Effect of grain boundaries on the cyclic deformation behavior of copper bicrystals and columnar crystals, Acta Mater., 46 (1998) 5063-5072.
* Zhang, Z. F., Wang, Z. G., and Sun, Z. M., Evolution and microstructural characterization of deformation bands in fatigued copper single crystal, Acta Mater., 49 (2001) 2875-2886.
* Zhang, Z. F., and Wang, Z. G., Dependence of intergranular fatigue cracking on the interactions of persistent slip bands with grain boundaries, Acta Mater., 51 (2003) 347-364.
* Zhang, Z. F., and Wang, Z. G., Grain boundary effects on cyclic deformation and fatigue damage, Prog. Mater. Sci., 53 (2008) 1025-1099.
* Li, P., Li, S. X., Wang, Z. G., and Zhang, Z. F., Formation mechanisms of cyclic saturation dislocation patterns in [0 0 1], [0 1 1] and [111] copper single crystals, Acta Mater., 58 (2010) 3281-3294.
* Li, P., Li, S. X., Wang, Z. G., and Zhang, Z. F., Fundamental factors on formation mechanism of dislocation arrangements in cyclically deformed fcc single crystals, Prog. Mater. Sci., 56 (2011) 328-377.
* Zhang, Z. J., Zhang, P., Li, L. L., and Zhang, Z. F., Fatigue cracking at twin boundaries: Effects of stacking fault energy and crystallographic orientation, Acta Mater., 60 (2012) 3113-3127.
* Li, L. L., Zhang, Z. J., Zhang, P., Wang, Z. G., and Zhang, Z. F., Controllable fatigue cracking mechanisms of copper bicrystals with a coherent twin boundary. Nature Communications, 5 (2014) 3635.
* Li, P., Li, S. X., Wang, Z. G., and Zhang, Z. F., Basic criterion for the formation of self-organized dislocation patterns in fatigued FCC metals, Science China Materials, 58 (2015) 921-928.
* Li, P., Li, S. X., Wang. Z. G., and Zhang, Z. F., Unified factor controlling the dislocation evolution of fatigued face-centered cubic crystals. Acta Mater., 129 (2017) 98-111.
疲劳性能预测与优化
* Pang, J. C., Li, S. X., Wang, Z. G., and Zhang, Z. F., Relationship between tensile and fatigue strengths of metallic materials, Mater. Sci. Eng., A564 (2013) 331-341.
* Li, R. H., Zhang, Z. J., Zhang, P., and Zhang, Z. F., Improved fatigue properties of ultrafine-grained copper under cyclic torsion loadings, Acta Mater., 61 (2013) 5857-5868.
* An, X. H., Wu, S. D., Wang, Z. G., and Zhang, Z. F., Enhanced cyclic deformation responses of nanocrystalline Cu and Cu-Al alloys. Acta Mater., 74 (2014) 200-214.
* Liu, R., Zhang, Z. J., Zhang, P., and Zhang, Z. F., Extremely low-cycle fatigue behaviors of Cu and Cu-Al alloys: Damage mechanisms and life prediction. Acta Mater., 83 (2015) 341-356.
* Shao, C. W., Zhang, P., Liu, R., Zhang, Z. J., Pang, J. C., and Zhang, Z. F., Low-cycle and extremely-low-cycle fatigue behaviors of high-Mn austenitic TRIP/TWIP alloys: Property evaluation, damage mechanisms and life prediction. Acta Mater., 103 (2016) 781-795.
* Shao, C. W., Zhang, P., Liu, R., Zhang, Z. J., Pang, J. C., Duan, Q. Q., and Zhang, Z. F., A remarkable improvement of low-cycle fatigue resistance of high-Mn austenitic TWIP alloys with similar mechanical property: Importance of slip mode. Acta Mater., 118 (2016) 196-212.
* Liu, R., Tian, Y. Z., Zhang, Z. J., Zhang, P., An, X. H., Zhang, Z. F., Exploring the fatigue strength improvement of Cu-Al alloys. Acta Mater., 144 (2018) 613-625.
* Wang, B., Zhang, P., Liu, R., Duan, Q. Q., Zhang, Z. J., Li, X. W., Zhang, Z. F., An optimization criterion for fatigue strength of metallic materials. Mater. Sci. Eng., A736 (2018) 105-110.
* Liu, R., Zhang, P., Zhang, Z. J., Wang, B., Zhang, Z. F., A practical model for efficient anti-fatigue design and selection of metallic materials: I. Model building and fatigue strength prediction, J. Mater. Sci. Technol., 70 (2021) 233-249.
* Li, H. F., Zhang, P., Wang, B., Zhang, Z. F., Predictive fatigue crack growth law of high-strength steels. J. Mater. Sci. Technol., 100 (2022) 46-50.
断裂机制与强度理论
* Zhang, Z. F., Eckert, J., and Schultz, L., Difference in compressive and tensile fracture mechanisms of Zr59Cu20Al10Ni8Ti3 bulk metallic glass, Acta Mater., 51 (2003) 1167-1179.
* Zhang, Z. F., He, G., Eckert, J., and Schultz, L., Fracture mechanisms in bulk metallic glassy materials, Phys. Rev. Lett., 91 (2003) 045505/1-4.
* Zhang, Z. F., and Eckert, J., Unified tensile fracture criterion, Phys. Rev. Lett., 94 (2005) 094301/01-04.
* Guo, H., Yan, P. F., Wang, Y. B., Tan, J., Zhang, Z. F., Sui, M. L., and Ma, E., Tensile plasticity and necking of metallic glass, Nature Mater., 6 (2007) 735-739.
* Wu, F. F., Zhang, Z. F., and Mao, S. X., Size-dependent shear fracture and global tensile plasticity of metallic glasses, Acta Mater., 57 (2009) 257-266.
* Qu, R. T., Eckert, J., and Zhang, Z. F., Tensile fracture criterion of metallic glass, J. Appl. Phys., 109 (2011) 083544.
* Zhang, P., Li, S. X., and Zhang, Z. F., General relationship between strength and hardness, Mater. Sci. Eng., A529 (2011) 62-73.
* Qu, R. T., and Zhang, Z. F., A universal fracture criterion for high-strength materials, Scientific Reports, 3 (2013) 1117.
* Liu, Z. Q., Wang, W. H., Jiang, M. Q., and Zhang, Z. F., Intrinsic factor controlling the deformation and ductile-to-brittle transition of metallic glasses. Philos. Mag. Lett., 94 (2014) 658-668.
* Qu, R. T., Zhang, Z. F., Failure surfaces of high-strength materials predicted by a universal failure criterion. Int. J. Fract., 211 (2018) 237-252.
变形与强韧化机制
* Han, W. Z., Zhang, Z. F., Wu, S. D., Li, S. X., Combined effects of crystallographic orientation, stacking fault energy and grain size on deformation twinning in FCC crystals, Philos. Mag., 88 (2008) 3011-3029.
* Han, W. Z., Cheng, G. M., Li, S. X., Wu, S. D., and Zhang, Z. F., Deformation induced micro-twins and stacking faults in aluminum single crystal, Phys. Rev. Lett., 101 (2008) 115505.
* Qu, S., An, X. H., Yang, H. J., Huang, C. X., Yang, G., Zang, Q. S., Wang, Z. G., Wu, S. D., and Zhang, Z. F., Microstructure evolution and mechanical properties of Cu-Al alloys subjected to equal channel angular pressing, Acta Mater., 57 (2009) 1586-1601.
* An, X. H., Wu, S. D., Wang, Z. G., and Zhang, Z. F., Enhanced cyclic deformation responses of nanocrystalline Cu and Cu-Al alloys. Acta Mater., 74 (2014) 200-214.
* Zhang, Z. J., Zhang, P., and Zhang, Z. F., Cyclic softening behavior of ultra-fine grained Cu and Cu-Zn alloys. Acta Mater., 121 (2016) 331-342.
* Tian, Y. Z., Zhao, L. J., Park, N., Liu, R., Zhang, P., Zhang, Z. J., Shibata, A., Zhang, Z. F., and Tsuji, N. Revealing the deformation mechanisms of Cu-Al alloys with high strength and good ductility. Acta Mater., 110 (2016) 61-72.
* Shao, C. W., Zhang, P., Zhang, Z. J., Liu, R., and Zhang, Z. F., Improvement of low-cycle fatigue resistance in TWIP steel by regulating the grain size and distribution. Acta Mater., 134 (2017) 128-142.
* Shao, C. W., Zhang, P., Zhang, Z. J., Zhu, Y. K., Zhang, Z. F., Simultaneous improvement of strength and plasticity: Additional work-hardening from gradient microstructure. Acta Mater., 145 (2018) 413-628.
* Hou, J. P., Li, R., Wang, Q., Yu, H. Y., Zhang, Z. J., Chen, Q. Y., Ma, H., Wu, X. M., Li, X. W., Zhang, Z. F., Three principles for preparing Al wire with high strength and high electrical conductivity. J. Mater. Sci. Technol., 35 (2019) 742-751.
* Ren, C. X., Wang, Q., Hou, J. P., Zhang, Z. J., Zhang, Z. F., Langdon, T. G., The nature of the maximum microhardness and thickness of the gradient layer in surface-strengthened Cu-Al alloys, Acta Mater., 215 (2021) 117073.
生物力学与仿生材料
* Liu, Z. Q., Zhu, Y. K., Jiao, D., Weng, Z. Y., Zhang, Z. F., and Ritchie, R. O. Enhanced protective role in materials with gradient structural orientations – lessons from nature, Acta Biomater., 44 (2016) 31-40.
* Liu, Z. Q., Meyers, M. A., Zhang, Z. F., Ritchie, R. O. Functional gradients and heterogeneities in biological materials: Design principles, functions and bioinspired applications, Prog. Mater. Sci., 88 (2017) 467-498.
* Liu, Z. Q., Weng, Z. Y., Zhai, Z.-F., Huang, N., Zhang, Z. J., Tan, J. Jiang, C. B., Jiao, D., Tan, G. Q., Zhang, J., Jiang, X., Zhang, Z. F., Ritchie, R. O., Hydration-induced nano- to micro-scale self-recovery of the tooth enamel of the giant panda. Acta Biomater., 81 (2018) 267-277.
* Liu, Z. Q., Zhang, Z. F., and Ritchie, R. O. On the Materials Science of Nature’s Arms Race. Adv. Mater., 30 (2018) 1075220.
* Liu, Z.Q., Zhang, Z.F., Ritchie, R.O., Structural orientation and anisotropy in biological materials: Functional designs and mechanics. Adv. Funct. Mater., 30 (2020) 1908121.
* Liu, Z.Q., Zhang, Y.Y., Zhang, M.Y., Tan, G.Q., Zhu, Y.K., Zhang, Z.F., Ritchie, R.O., Adaptive structural reorientation: Developing extraordinary mechanical properties by constrained flexibility in natural materials. Acta Biomater., 86 (2019) 96-108.
* Tan, G.Q., Zhang, J., Zheng, L., Jiao, D., Liu, Z.Q., Zhang, Z.F., Ritchie, R.O., Nature-inspired nacre-like composites combining human tooth-matching elasticity and hardness with exceptional damage-tolerance. Adv. Mater., 31 (2019) 1904603.
* Liu, Z.Q., Zhang, Z.F., Ritchie, R.O., Interfacial toughening effect of suture structures, Acta Biomater., 102 (2020) 75-82.
* Zhang, M. Y., Yu, Q., Liu, Z. Q., Zhang, J., Tan, G. Q., Jiao, D., Zhu, W. J., Li, S. J. Zhang, Z. F., Yang. R., Ritchie, R. O., 3D printed Mg-NiTi interpenetrating-phase composites with high strength, damping capacity, and energy absorption efficiency, Sci. Adv., 6 (2020) eaba5581.
* Wang, F. H., Du, Y. B., Jiao, D., Zhang, J., Zhang, Y., Liu, Z. Q., Zhang, Z. F., Wood-Inspired Cement with High Strength and Multifunctionality. Adv. Sci., 8 (2020) 2000096.