个人简介

刘自然，教授，博士生导师。本科毕业于湖南师范大学，2013年获湖南大学博士学位，之后赴加拿大阿尔伯塔大学从事博士后研究工作两年。从事轻质结构金属与核金属材料的缺陷及力学性能研究。主持国家自然科学基金面上项目、科技部重点研发计划子课题以及省科技厅重点项目等。教学方面，获湖南省高等学校教师信息化教学比赛一等奖，是《热力学与统计物理》省级线上线下混合式一流课程负责人，主持湖南省教育厅重点教改项目，荣获湖南师范大学年度优秀教学奖。

研究方向

1. 核材料辐照缺陷的力学行为的第一性原理研究

2. 金属结构材料中的纳米尺度热力学和统计力学问题

3. 人工智能背景下物理教育教学研究

课程教学

1.本科生《热力学与统计物理》2019至2026年春季（八轮）

2.本科生《大学物理》（力学和热学）2016至2022年秋季

3.本科生《固体物理》与周光辉教授合上，2016-2018年秋季

4.研究生《计算物理》，专业必修，2018至2025年秋季（八轮）

承担课题

1. BCC钼合金低温韧脆转变的电子-缺陷协同机制与多尺度强韧化设计，国家自然科学基金委，12574011，面上，2026-2029

2. 包壳材料辐照损伤多尺度耦合集成模拟，科技部重点研发计划，子项目，2023YFB3002***，2023-2026

4. 镁合金中启动非基面滑移提高延展性的微观机理研究，湖南省自然科学基金面上项目，2022JJ30032，2022-2023

5. 铝合金室温循环强化机理的第一性原理与分子动力学研究，湖南省教育厅重点，19A324，2019-2022

6. Al-Cu-Mg合金中典型析出相时效强化的定量调控研究，国家自然科学基金委，51671086，面上，2017-2020

7. Al-Mg-Si-(Cu)合金中亚稳纳米析出相与位错相互作用机理研究（2016JJ3089），湖南省自然科学基金委，青年基金，2016-2018

十篇代表性论文

1. X.W. Zhou, L.W. Wang, C.X. Liu, J.W. Qiu, H.R. Liu and Z.R. Liu*,Enhancing Ω phase thermal stability in Al alloys through interstitial ordering, Journal of Physics: Condensed Matter, 37 (2025) 135401.

2. K.Z. Zhou, J.J. Feng, Z.R. Liu*, H.Q. Deng, L.X. Jia and X.F. He*, The effects of solute and deformation on the mobility of screw dislocation cores in bcc molybdenum,Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 33 (2025) 035007.

3. L.J. Hu, Z.R. Liu*, X.F. He*, Wrinkled strong quasi-atomic planes caused by partial covalent bonds in α-uranium,Journal of Nuclear Materials, 576 (2023) 154242.

4. K. Rao, Z.R. Liu*, X.F. He*, W. Yang, First-principles study on the solute-induced low diffusion and self-trapping of helium in fcc iron,Journal of Nuclear Materials, 563 (2022) 153613.

5. J. Luo, Z. R. Liu*, D. Li, Electronic and strain-elimination effects of solute–vacancy interaction in molybdenum,Journal of Applied Physics 133 (2023) 125106.

6. Heyu Zhu, Xinfu He and Ziran Liu*, The preferred slip plane of nuclear material of Hafnium: A first-principles study,Computational Materials Science, 157 (2019) 25-30.

7. Q. Wei^#, Z. Liu^#, Q. Shen, J. Chen, X. Xu*, Enhanced strength and plasticity in a Nb₂MoWC_0.5 alloy via eutectic dilute carbide,Materials Science & Engineering A, 872 (2023) 144920.

8. J. Liang, Z.R. Liu*, K. Rao, J.X. Hu, D.Y. Li, First-principles calculation for displacive phase transition of atomic-scale precipitates in aluminum alloys, Physics Letters A 411 (2021) 127569.

9. Z.R. Liu, D.Y. Li*, The electronic origin of strengthening and ductilizing magnesium by solid solutes, Acta Materialia, 89 (2015) 225-233.

10. Z.R. Liu, J.H. Chen*, S.B. Wang, D.W. Yuan, M.J. Yin, C.L. Wu, The structure and the properties of S-phase in AlCuMg alloys,Acta Materialia, 59 (2011) 7396-7405.

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https://orcid.org/0000-0002-8980-7374

研究生毕业去向

硕士毕业生多数进入中科院金属所、中国原子能科学研究院、中南大学粉末冶金国家重点实验室、海南大学热带海洋工程材料及评价全国重点实验室、武汉大学、湖南大学等科研院所等单位继续攻读博士学位，其余选择去高级中学从事物理教学工作。

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