采用高功率复合脉冲磁控溅射的方法(HPPMS)在不锈钢基体上制备ZrN纳米薄膜, 并研究了不同的工作气压对薄膜形貌、相结构及各种性能的影响。采用SEM、XRD对其表面形貌和结构进行分析, 发现制备的薄膜表面光滑、致密, 无大颗粒, 主要以ZrN(111)和ZrN(220)晶面择优生长, 并呈现出多晶面竞相生长的现象。对薄膜硬度、弹性模量、耐磨性和耐腐蚀性的测试发现薄膜具有很高的硬度, 最高可达33.1 GPa, 同时摩擦系数均小于0.2, 耐腐蚀性也都有很大提高, 腐蚀电位比基体提高了0.28 V, 腐蚀电流下降到未处理工件的1/5。工作气压较低时, 薄膜耐磨耐蚀性能都较好, 但在较高气压时, 耐磨耐蚀性能出现一定的下降。

利用Hopkinson压杆对固溶及固溶+时效处理状态的Mg--3.04Li--0.77Sc合金进行高应变率冲击压缩实验, 研究了固溶和时效处理后该合金的高应变率变形行为。结果表明, 随着应变率提高, 固溶及固溶+时效态Mg--3.04Li--0.77Sc合金的动态变形表现为应变率弱化效应。固溶处理可增大合金的最大应变, 而时效处理可显著提高该合金的动态屈服强度。组织分析表明, 在高应变率冲击载荷下, 固溶及固溶+时效态Mg--3.04Li--0.77Sc合金产生了明显的剪切变形局部化现象。热软化及其促使的变形局部化和微裂纹沿变形带产生并扩展是该合金动态变形表现为应变率弱化效应的主要原因。

研究了单体/交联剂比例对聚丙烯酰胺凝胶法制备纳米粉体BeO过程和特征的影响。结果表明:  三维结构的高分子网络结构将盐细化, 使其热分解温度明显降低。当单体和交联剂的质量比为6 : 1时, 热分解温度下降幅度最大, 约为177℃; 所制备的粉体的平均颗粒尺寸也最小, 约为16 nm, 粒度分布范围较窄且团聚少。当单体和交联剂的质量比偏离6 : 1时, 热分解温度下降幅度减少, 所制备的粉体的颗粒尺寸增加。

采用两步溶液共聚技术制备了一种温敏聚氨酯材料, 并对其软段的结晶行为以及智能响应特性和机理进行了分析。结果表明: 温敏聚氨酯具有典型的嵌段和微相分离结构, 软段和硬段各具独立的结晶熔融转变温度(软段的结晶熔融转变温度定义为开关温度), 且软段的结晶具有较好的热致可逆性。当温度低于开关温度时, 软段具有完整的结晶形态, 温敏聚氨酯膜的内部自由体积孔洞尺寸和透汽性均较低；当温度高于开关温度时, 软段结晶完全熔融、消失, 同时膜的内部自由体积孔洞尺寸和透汽性均明显增大, 显示了温敏特性。温敏聚氨酯软段的相态转变决定材料的智能响应特性, 并且这一过程可通过外界温度的改变加以控制。

在900--1150℃氧化的NiAl--28Cr--5.94Mo--0.05Hf--0.01Ho定向共晶合金, 在其表面生成了连续的Al2O3氧化膜, 具有良好的抗氧化性能。定向凝固工艺使合金的组织细化并提高了Cr(Mo)相中Al元素的含量, 以及加入微量稀土元素Ho, 都有利于生成Al2O3氧化膜。在NiAl--28Cr--5.94Mo--0.05Hf--0.01Ho定向共晶合金的氧化过程中表面氧化膜发生相变θ--Al2O3→α-Al2O3,导致其1000℃氧化质量增加出现反常。

采用电子束熔炼工艺提纯了冶金级硅材料。硅中重要杂质元素Al在制备铸锭中的分布不均匀, 呈现出由底部到顶部、由边缘到中心的富集趋势。铸锭边缘部位的杂质Al含量最低,已经低于ICP--AES的探测极限(1×10^-5%)。对杂质Al的挥发去除过程进行了理论分析。由Langmuir方程和Henry定律导出了杂质Al的去除率与熔体表面温度、熔炼时间的关系式, 该关系式表明杂质Al的去除率会随着熔体表面温度升高、熔炼时间延长而增加, 其理论计算值与实测结果符合的较好。

研究了SrCO3对AZ31镁合金凝固组织的影响。结果表明: 在AZ31中添加0.6%的SrCO3, 于760℃时保温10 min细化效果最佳, α--Mg晶粒的尺寸由基体合金的570±15 μm降至110±10 μm, 降幅约80.7%。通过能谱分析, 结合能计算及自由能计算证实细化机理是SrCO3反应后生成的部分Al4C3质点作为异质核心细化晶粒。多余的Al4C3质点钉扎晶界阻碍晶粒长大。Al元素随固/液界面前沿被快速推至晶界, 生成沿晶界生长的β--Mg17Al12相,起到进一步固定晶界的作用。

将环氧改性有机硅(EA)与Al粉按质量比(3:2)形成EA/40%Al低红外发射率复合涂层, 研究了固化温度对EA/40%Al复合涂层耐腐蚀性能的影响及其机理。利用扫描电镜观察涂层的形貌, 并通过动电位极化技术及耐腐蚀实验对涂层的耐腐蚀性能进行了表征。结果表明, 在保证低发射率前提下, 固化温度为200℃时, 涂层的耐盐雾、耐人工加速老化和耐湿热腐蚀性能时间均能达到2000 h, 基本满足工程应用要求。固化温度为200℃时, 涂层的固化度最合适, 涂层交联最佳, 使得树脂基体与颜填料结合紧密, 涂层致密, 耐腐蚀性能最佳。

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂, 钛酸正四丁酯(TBOT)为钛源, 异丙醇为溶剂, 通过醇热法合成介孔TiO2, 用N2吸附-脱附、XRD、TEM等技术对合成样品进行了表征。以亚甲基蓝的降解为模型反应, 对介孔TiO2催化性能进行评价并与商品DegussaP-25比较。实验结果表明, 比表面积为248.8 m²  g^-1, 孔径为4.92 nm的锐钛矿晶型介孔TiO2具有很高的催化活性。

在高温高压下合成方钴矿结构热电材料Ba0.32Co4Sb12-xTex(0.1≤ x≤0.9), 测试了样品的微观结构和室温电学性质。结果表明: Ba填充Te置换型方钴矿Ba0.32Co4Sb12-xTex为n型半导体; 在不同压力下, 随着Te填充分数的增加, Seebeck系数的绝对值和电阻率均呈降低趋势, 功率因子显著提高。在1.5 GPa、900 K条件下合成的Ba0.32Co4Sb11.9Te0.1化合物功率因子达到最大值(9.7 μWcm^-1 K^-2)。

通过W/O/W型复相乳液法合成制备多元氮丙啶(XAMA--7)/聚酯交联控制型微胶囊, 对合成过程及工艺参数的影响进行了研究, 研究发现: 溶剂蒸发速率太高会导致微胶囊表面皱缩和多孔, 溶剂在2小时蒸发完全时得到的微胶囊表面硬化速率均匀; 低表面自由能的聚酯对形成微胶囊有利, 其值为34.5 mJ/m²时可以制得完整包覆的微胶囊; 胶体稳定剂用量为2.5%时可以得到具有中空结构的规整球形微胶囊; 壁心质量比对所制备的微胶囊形态和囊心含量具有重要的影响, 壁心质量比为50%:50%的微胶囊球形规整且壁厚均匀,囊心含量约为22%; 通过扫描电镜和红外光谱对微胶囊形貌和组成进行表征, 结果证明微胶囊呈中空结构且壁厚均匀, 聚酯对多元氮丙啶(XAMA--7)形成包覆, XAMA--7分布于微胶囊的中心区域。

通过熔融共混法制备了碳纤维(CF)和氧化锆颗粒(ZrO2)共混增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料, 并对其水中的摩擦学性能进行了研究。实验结果表明, 该混杂增强复合材料在水中具有优异的摩擦学性能, 其摩擦系数随载荷的增加无明显变化, 而磨损率则随着载荷的增加而逐渐降低。该材料在水中的磨损机制主要表现为轻微的磨粒磨损和疲劳磨损, 碳纤维是复合材料耐磨性得到增强的主要原因, 其作为复合材料摩擦面表层的主要承载相, 承担了两摩擦面之间的大部分载荷, 并保护聚合物基体免于受到对磨副的严重磨损。氧化锆颗粒的加入则有效抑制了摩擦过程中碳纤维的破损与脱落, 从而使得混杂增强PEEK复合材料比单纯碳纤维增强的PEEK复合材料具有更加优异的耐磨性能。但过多颗粒的加入会加剧疲劳磨损, 从而降低材料的耐磨性。

采用柠檬酸酸催化溶胶--凝胶法合成了N掺杂介孔TiO2, 并用XRD、HRTEM、XPS、BET、UV--vis等手段表征了N--TiO2。测试结果表明, 煅烧前的样品是无定形TiO2, 低温煅烧后的产物是锐钛矿TiO2, 而750℃煅烧产物是金红石型。少量N元素的掺杂致使TiO2的吸收带边位置发生少许红移, 移向可见光区域。N2吸附--脱附和光解甲基橙结果显示, N掺杂介孔TiO2(3.0 at.%)的BET面积为102 m²/g, 孔尺寸大小约为9.8 nm, 具有比P25更强的光催化降解甲基橙的能力。

通过Co--Ti掺杂手段对M型钡铁氧体的磁电性能进行了改性,确定了较佳的掺杂量及配方工艺。在制备Co--Ti取代的BaM铁氧体时,采用取代量为1.0的BaM的铁氧体材料, 起始磁导率从1.5提高至15,矫顽力Hc达到最小, 而且介电常数随着频率的升高而减小。可用于制作高频片式电感。Co--Ti的引入, 使材料的烧结温度降至1000℃。

采用沉淀法制备了F掺杂HA的FHA(Ca10(PO4)6(OH)F)粉末, 并通过电泳沉积在钛合金(Ti6Al4V)表面制备了FHA涂层。通过X射线衍射(XRD), 扫描电镜(SEM), 能谱仪(EDS)研究了基体预处理方式对涂层形貌和结合力的影响, 并且研究了涂层的生物活性。结果表明：酸处理后涂层表面有微裂纹存在, 酸处理+碱处理后的涂层表面无裂纹并具有更高的结合强度；FHA涂层浸泡后表面形成缺钙类骨磷灰石, 成花瓣状生长, 长度为几百纳米, 具有优良的生物活性。

不同热处理制度对GH706高温合金持久性能影响的研究结果表明, 固溶加低温时效的两段热处理使合金中析出的η相呈胞状紧密排列于晶界, 强化晶界,获得较长的持久寿命。增加稳定化处理的三段热处理合金, 晶界η相以长针状析出, 并在其周围形成γ'、γ''相贫化区, 贫化区强度较低, 弱化了晶界, 使得裂纹易于萌生, 且易于连通形成扩展通道, 降低了持久寿命。直接时效(DA)处理的合金中η相在晶界呈短棒状分散排列, 可以起到强化晶界的作用, 而η相间的无析出区可以钝化裂纹的萌生和扩展, 从而获得最长的持久寿命和最高的持久塑性。

以硫脲为硫源、硼酸为缓冲剂、柠檬酸三钠为络合剂及糖精和1, 4--丁炔二醇为添加剂的酸性镀液中电沉积了Fe--Ni--S非晶合金薄膜。采用差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了该合金的晶化行为和表面微观形貌。结果表明, 镀态Fe--Ni--S合金呈非晶态结构, 250℃热处理出现了Fe7Ni3(Im3m)微晶, 320.4℃开始晶化出现NiS(R3m)相和FeNi3(Pm3m)相, 417.9℃下大量晶化生成NiS(R3m)相和FeNi3(Pm3m)相, 500℃时合金完全晶化生成许多粒径约为100--200 nm均匀颗粒。研究了热处理对合金薄膜的磁性能、显微硬度和耐腐蚀性能的影响。250℃以下, 随着退火温度升高, 薄膜的磁性能、显微硬度和耐腐蚀性能不断提高, 然后下降。250℃热处理时, 合金薄膜饱和磁化强度、硬度和电化学阻抗达到最大(MS≈1201.1 kA/m, HV≈425.4 kg/mm2, Z'≈400 Ω), 而矫顽力最小(HC≈2.1 kA/m)。因此250℃热处理的合金镀层软磁性能最佳, 耐腐蚀最好。

利用低温等离子体, 以氧气为工作气体, 在工作压力为20 Pa、处理功率为30 W的条件下对LDPE薄膜进行了表面改性。用接触角、FTIR--ATR、DSC、SEM、AFM等手段对改性表面进行了分析。结果表明: 在10 s~300 s的处理时间内, 单位面积的失重率随处理时间的增加线性增大; 接触角在0~20 s内随处理时间的增加显著减小, 而在40 s~300 s的处理时间内并没有发生显著变化; 改性后的接触角随着放置时间的推移逐渐增大; LDPE薄膜经过氧等离子体处理后能在其表面引入各种极性基团, 主要是羰基、羟基和羧基；处理后薄膜的热性能(主要是结晶度)发生了改变。

采用直流磁控溅射技术在纳米钛表面沉积Mg/TiO2双层薄膜, 研究了Mg中间层对纳米钛表面TiO2薄膜微结构、动态凝血时间和界面结合力的影响。结果表明, Mg中间层对纳米钛表面TiO2薄膜微结构、动态凝血时间和界面结合力有显著影响。预制Mg中间层后, 纳米钛表面TiO2薄膜由金红石相(含少量锐钛矿)转变为MgTiO3、Ti2O3和少量金红石相; 纳米钛表面TiO2薄膜沿Mg膜晶界生长成微米级团簇, 而团簇内部具有纳米畴特征; 纳米钛表面TiO2薄膜的凝血时间由17 min提高到40 min; 纳米钛表面TiO2薄膜的界面结合力由17N提高到36 N。