用超高压熔渗法制备了金刚石体积分数为90%的铜/金刚石复合材料, 其热导率为662 Wm^-1K^-1, 比用其它方法制备的这种材料的热导率高。SEM、EDS和XRD的表征结果表明, 这种铜/金刚石复合材料的界面结合良好, 金刚石与铜之间有过渡层, 部分金刚石相互连通。

采用XRD、IR、TG-DTA、MIP等手段表征赤泥-煤矸石基中钙体系胶凝材料的水化产物及其硬化浆体的孔结构, 研究了解赤泥-煤矸石基中钙体系胶凝材料的水化特性。结果表明, 赤泥-煤矸石基中钙体系胶凝材料的水化产物主要有C-S-H凝胶、钙矾石和Ca(OH)₂, 前两者对其强度的发展有促进作用; 水化1 d至90 d其中Ca(OH)₂的含量呈先升高后降低的趋势; 随着水化反应的进行在CaO/SiO₂比值较低的赤泥-煤矸石基中钙体系胶凝材料中Si-OH基团之间发生聚合反应, 水化产物的聚合度升高; CaO/SiO₂比值为0.95和1.04的赤泥-煤矸石基中钙体系胶凝材料的硬化浆体具有较好的孔结构, 而CaO/SiO₂比值为1.13的胶凝材料硬化浆体的孔结构相对较差。

用磁控溅射方法制备纳米多晶钨膜, 采用X射线衍射(XRD), 扫描电子显微镜(SEM), 弹性反冲探测(ERD)和慢正电子束分析(SPBA)等手段研究了在高能He⁺和H⁺依次对其辐照后He相关缺陷对H滞留的影响。结果表明, 注He⁺钨膜在退火后从β型钨向α型钨转变; 钨膜中的He含量随着退火温度的提高而减少, 在873 K退火加剧钨膜中He原子的释放, 且造成钨膜空位型缺陷的增加和结构无序度的提高; 钨膜中的H滞留总量随着He滞留总量的减少略有下降。

蠕变或应力松弛被认为是钛合金板材热成形降低回弹的主要机理。目前对热校形阶段中的蠕变与应力松弛的区别及联系尚缺乏深入研究。本文主要进行了钛合金高温短时蠕变及应力松弛实验, 利用TEM对实验后的显微组织进行了观察。分别研究了温度、应力及时间对蠕变和应力松弛行为的影响规律, 从蠕变率-时间和蠕变-时间角度建立了蠕变与应力松弛之间的联系。研究表明: 钛合金在低温低应力下蠕变以原子扩散为主, 高温高应力下以位错滑移和攀移为主, 而应力松弛在不同温度时均以位错攀移为主要变形机制, 基于蠕变数据预测的应力松弛行为与实验结果符合较好。

用超快速冷却技术并控制轧后冷却温度, 研究了3种碳含量不同的碳素钢热轧后组织中渗碳体的析出行为和强化机制。结果表明, 在超快速冷却条件下0.04%C和0.5%C(质量分数, 下同)实验钢的主要强化方式分别是细化晶粒和细化珠光体片层间距, 没有纳米级渗碳体颗粒析出, 而在0.17%C实验钢的组织中则有大量弥散的纳米级渗碳体析出, 颗粒直径范围为10-100 nm, 通过超快速冷却技术实现了在不添加微合金元素的条件下纳米级渗碳体的析出。随着超快速冷却终冷温度的降低纳米渗碳体的析出强化作用使0.17%C钢的屈服强度提高110 MPa, 强化效果明显。在超快速冷却的工艺基础上若继续采用形变热处理工艺, 可进一步提高0.17%C实验钢的位错密度, 促进渗碳体均匀形核, 实现纳米级渗碳体颗粒在整个组织中更加均匀弥散的分布, 达到更好的均匀强化效果。在超快速冷却和形变热处理工艺条件下0.17%C钢的屈服强度可达到650 MPa以上, 强化效果提高300 MPa以上。

以聚全氟乙丙烯(FEP)为成膜聚合物, 采用熔融纺丝-拉伸法制备FEP中空纤维膜, 研究了后拉伸倍数对FEP中空纤维膜结构与性能的影响。结果表明, 初生FEP中空纤维膜结构较为致密, 拉伸后出现微孔结构。随着拉伸倍数的提高膜的孔隙率和氮气通量明显增大, 而液体渗透压(LEP)有所降低。将所得FEP中空纤维膜用于减压膜蒸馏(VMD)研究, 并将其与常规熔融纺丝-拉伸法聚丙烯(PP)中空纤维膜比较。结果表明, 所得FEP中空纤维膜的疏水性能、液体渗透压力和力学强度均优于PP中空纤维膜。较强的疏水性能使其稳定运行而不被液体渗透, 脱盐率稳定在99%以上。同时, FEP中空纤维膜具有较大的内径(0.74 mm), 在保证较高脱盐率前提下可采用内压式减压膜蒸馏, 且真空膜蒸馏通量随着进料温度的升高显著增高。

采用双锥压缩实验结合有限元数值模拟, 研究了变形温度、变形量对GH4706合金动态再结晶(DRX)与η相的影响, 分析了发生DRX的临界条件, 探讨了利用η相细化晶粒的方法。结果表明: GH4706合金DRX机制为应变诱发的不连续原始晶界弓出; 临界DRX温度(T_DRX)为975℃, 而临界变形量(ε_DRX)则取决于变形温度与变形生热。由于η相的溶解温度近于T_DRX, 当合金在略低于T_DRX温度变形时, 有部分η相残留, 具有阻碍亚晶界或晶界迁移的效果。由此, 对GH4706合金在变形温度低于T_DRX条件下进行大变形, 可利用η相与再结晶的交互作用, 细化合金晶粒。

利用透射电镜和高分辨透射电镜(HRTEM)研究了高压扭转大塑性变形纳米结构Al–Mg合金中的位错和晶界结构。结果表明: 对尺寸小于100 nm的晶粒, 晶内无位错, 其晶界清晰平直; 而尺寸大于200 nm的大晶粒通常由几个亚晶或位错胞结构组成, 局部位错密度可高达10¹⁷ m^-2, 这些位错往往以位错偶和位错环的形式出现。用HRTEM观察到了小角度及大角度非平衡晶界、小角度平衡晶界和大角度Σ9平衡晶界等不同的晶界结构。基于实验结果, 分析了局部高密度位错、位错胞和非平衡晶界等在晶粒细化过程中的作用, 提出了高压扭转Al–Mg合金的晶粒细化机制。

将碳纳米管(CNTs)、苯乙烯马来酸酐无规共聚物(SMA)改性后的CNTs分别与PS/PA6不相容共混体系熔融共混, 制备出PS/PA6/CNTs及PS/PA6/SMA-CNTs导电高分子复合材料, 并研究其PTC效应。结果表明, 对于PS/PA6/CNTs体系, CNTs选择性分布于PA6相, 体系的逾渗阈值为5%(质量分数), 且PTC效应不明显。对于PS/PA6/SMA-CNTs体系, 由于SMA的诱导作用, 使得CNTs分布于PS/PA6共混物相界面及PA6相, 导致体系的逾渗阈值降低至0.112%。PS/PA6/SMA-CNTs体系具有独特的“双PTC效应”, 且其形态结构影响PTC效应的形成机制。对于PA6相为分散相的体系, 其PTC效应是由于PS相的玻璃化转变及PA6相的熔融造成的。对于PS相为分散相及PS/PA6形成双连续相的体系, 其PTC效应是由于PA6相的熔融造成的。

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了成分为Ti-22Al-24Nb-0.5Mo(原子分数, %)的预合金粉末, 通过包套热等静压工艺制备了粉末Ti₂AlNb合金。研究结果显示热等静压温度显著影响粉末Ti₂AlNb合金的冶金质量, 需严格控制。对制备的粉末合金进行了热处理, 分析了热处理制度对粉末Ti₂AlNb合金相组成、显微组织、拉伸及高温持久寿命的影响, 优选了粉末Ti₂AlNb合金的热处理工艺。粉末Ti₂AlNb合金高温持久寿命受多方面因素协同影响; 时效温度较低时(800-850℃), 随着时效温度的升高, 次生O相板条宽度和长度增加、α₂相体积分数减少, 协同作用的结果是持久寿命增加; 时效温度较高 (850-900℃) 时, 次生O相尺寸、α₂相体积分数变化不显著, B2相体积分数增加及α₂相尺寸的增大对持久寿命的提高起了关键作用。

以双(烷氧-亚胺芳氧)基钛(IV)配合物(BAIP-Ti(IV))为催化剂催化D, L-丙交酯开环聚合合成的Ti-P聚乳酸, 用静态水接触角、吸水率及降解实验考察其理化性能, 以小鼠颅顶前骨细胞(MC3T3-E1)考察其在材料表面的增值和黏附铺展情况。结果表明: Ti-P聚乳酸比Sn-P聚乳酸有较低的亲水性和较高的抗水解性; MC3T3-E1细胞在Ti-P聚乳酸材料表面显示出的较好的增值活力以及细胞黏附与铺展能力; 在Ti-P聚乳酸中残存的微量Ti(IV)金属配合物对MC3T3-E1细胞无细胞毒性, 不影响MC3T3-E1细胞在其材料表面上生长。