用水热合成法制备出多种AFI型(AlPO₄-5、CoAPO-5、SAPO-5、CrAPO-5、FeAPO-5及MnAPO-5)分子筛,并系统研究了低温加氢裂解法在其孔道中制备直径为0.4 nm单壁碳纳米管(SWCNTs)的各种影响因素。使用XRD、NH₃-TPD及Raman等手段,研究了活性金属种类、活性金属添加量、反应温度和模板剂碳含量对所制备样品中SWCNTs的质量和填充密度的影响。结果表明,Si或活性金属的添加可改变AlPO₄-5分子筛的酸催化活性,进而影响低温加氢裂解法制备SWCNTs的质量和填充密度。加氢裂解温度和模板剂碳含量,也是影响SWCNTs制备的关键因素。

研究了固溶时效处理对Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr合金拉伸性能的影响。结果表明：在800℃/30 min+500℃/12 h处理后,合金的硬度和抗拉强度达到极大值,其延伸率和断面收缩率没有明显的降低。合金的硬度和强度的提高是ω和α析出相共同作用的结果。在合金的热轧态和热处理态的断口都出现了大量的韧窝,表明其为典型的韧性断裂。

利用He等离子体辅助的方法制备了纳米钨结构材料,采用扫描电子显微镜、轻敲模式原子力显微镜对不同辐照离子剂量和功率变化条件下处理的样品形貌、表面粗糙度等特征进行了分析。结果表明, 在放电功率为6 kW, 离子能量为220 eV条件下, 钨表面先出现纳米孔结构, 随着离子辐照剂量的增加, 纳米孔径逐渐增加, 辐照剂量为1.0×10²⁶ ionsm^-2时, 样品表面呈现密集的无序分布的纳米丝结构层,纳米结构层的厚度也随辐照剂量的增加而增加。高分辨扫描电子显微镜的测试结果表明纳米丝根部与钨基体界面处存在大量的纳米级He泡, 由此给出了纳米钨丝是由He泡演化而来的直接证据。

应用阵列电极技术、电化学阻抗技术等研究了惰性固体颗粒SiO₂对碳钢表面电化学特性的影响。研究发现,液滴在碳钢表面的铺展因子随SiO₂沉积量增加而增大,腐蚀活性区域增加。另一方面SiO₂颗粒在碳钢表面的沉积改变了液滴下碳钢电化学阻抗谱图,阻抗谱中出现两个容抗弧,高频容抗弧反映了其物理阻挡作用。液滴下碳钢腐蚀受液滴铺展和SiO₂颗粒物理阻挡两方面共同作用。平均电流值随SiO₂沉积量先减小后增大,所以SiO₂沉积量存在一个临界值。低于临界值时,惰性SiO₂颗粒阻碍腐蚀;高于临界值时,则加速腐蚀。

设计合成了以具有放射状介孔孔道(孔径约2.6 nm)的介孔氧化硅(mSiO₂)微球(粒径约300 nm)为内核、以CeO₂纳米颗粒为包覆层(壳厚为15~20 nm)的mSiO₂/CeO₂复合颗粒(粒径在330~340 nm),使用场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、傅里叶转换红外光谱和氮气吸脱附等手段表征了样品的结构。结果表明,使用以实心氧化硅(sSiO₂)为内核的sSiO₂/CeO₂复合颗粒抛光的热氧化硅片其表面粗糙度均方根值(Root-mean-square roughness, RMS)为0.309 nm,材料的去除率(Material removal rate, MRR)为24 nm/min)。mSiO₂/CeO₂复合颗粒有利于得到更低的氧化硅片抛光表面粗糙度(RMS=0.267 nm)和更高的抛光速率(MRR=45 nm/min),且能避免出现划痕等机械损伤。SiO₂/CeO₂复合颗粒中的氧化硅内核结构,对其抛光特性有明显的影响。

以粉煤灰为主要原材料制备粉煤灰基地聚合物,研究了掺入的重金属的种类、掺量、化学形态对地聚合物体系的抗压强度、反应产物、孔结构的影响。结果表明：Pb²⁺、Cr³⁺、Cu²⁺的掺入对固化体后期的抗压强度影响较大,在反应产物中出现了重硅钙石,含Pb²⁺固化体的总孔体积减小,而含Cr³⁺和Cu²⁺固化体的总孔体积增大;重金属的掺量应该控制在合理的范围内。当重金属的掺量较小时其总孔体积较小,体系较为致密;铬掺入的形式不同对地聚合物体系稳定性的影响也不同,且单掺铬的氧化物或单质可使固化体体系的总孔体积减小,而掺入多种重金属时固化体的平均孔径明显增大。

研究了无机土壤固化剂对生土材料强度、耐水性和抗冻性能的影响,和无机土壤固化剂提高生土材料强度、耐水性和抗冻性的机理。结果表明,无机土壤固化剂掺量为20%~25%时60 d抗压强度、软化系数和抗冻性指标(BDR)分别达到8.78 MPa、0.85和38.38%,具有较高的强度、耐水性和抗冻性。无机土壤固化剂与生土中的SiO₂和Al₂O₃反应生成Ca1.7MgO3SiO₄、2CaOAl₂O₃SiO₂和Na₂CaSiO₄等新产物,再加上无机土壤固化剂中α-C₂S和γ-C₂S水化生成C-S-H凝胶,是使生土材料产生强度、耐水性和抗冻性的主要原因。

控制Bi与Fe摩尔比为Bi:Fe=1.03:1,在其它实验条件不变的情况下,研究共沉淀时间对前驱体的制备及其陶瓷块材性能的影响。结果表明,共沉淀时间为95 h时得到纯相BiFeO₃粉体且粒度分布均匀;采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)的方法制备出高密度BiFeO₃(相对密度98.3%)陶瓷块材并测试了它们的介电性能和铁电性能。结果表明在频率为30 MHz时,样品介电常数ε'最大为106.5,介电损耗tanδ最小为0.006,并在室温下检测到了饱和的电滞回线,饱和极化强度为0.4 μC/cm²。

为了量化评估两种功能型材料的声振性能,基于结构有限元(FEM)法和声学边界元(BEM)法,计算出典型环肋圆柱壳的振动声辐射,结果与文献试验值的一致性较好。进行动态热力学实验并基于温频等效原理,得到了黏弹性吸声芯材的动态力学参数;采用流体有限元法模拟水和圆柱壳的耦合作用,最后采用间接边界元法计算了点激励作用下不同功能材料夹芯壳辐射声场。结果表明：周向模态对浮力材料夹芯壳和吸声材料夹芯壳模态阻尼比均有重要的影响,轴向模态仅对吸声材料的夹芯壳模态阻尼比有显著影响;与等质量的钢壳相比,浮体材料夹芯壳的最大声功率降低21.38 dB,吸声材料夹芯壳的最大声功率降低56.55 dB;将两种功能材料按比例组合作为夹芯材料,壳体的辐射声功率随着吸声材料占比的增加而降低,但是降低的幅度不断减小。

采用高能球磨技术制备了NiCrCoAlY-TiB₂纳米复合金属陶瓷粉体,用XRD、SEM、松装密度仪、振实密度仪、休止角测量仪和激光粒度仪等对粉体的微观组织结构和性能进行了表征。结果表明,在氩气氛保护下先在转速320 r/min下湿磨20 h,再在转速220 r/min下干磨5 h之后,实现了NiCrCoAlY和TiB₂混合粉末在纳米尺度下的稳定复合,该复合粉末呈椭圆状,粒径集中分布在5~50 μm。与初始混合粉体相比,休止角从38.4°降低到32.9°,HR值从1.925减小到1.248,流动性得到明显改善。

使用不同组成和含量的玻璃粉配制铜浆,将其印在Al₂O₃基片表面并在850℃烧结后得到铜膜,研究玻璃粉对铜膜的导电性和附着力等性能的影响。用四探针法测定铜膜方阻,使用拉力试验机测定铜膜附着力。用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及热重分析仪(TGA)等手段对铜膜的显微组织、物相、形貌以及玻璃粉物理化学性质进行了表征。结果表明,组成为SiO₂-B₂O₃-ZnO的G3玻璃粉的玻璃性能良好且其转变温度合适,制备出的铜膜试样表面平整,微观组织致密,导电性好。当G3玻璃粉含量(质量分数)为4.8%时铜膜的方阻为9.5 mΩ/□, 与Al₂O₃基体间的附着力为24 N/mm²。为了验证铜膜在使用过程中的可靠性,测试了G3-3铜膜的抗氧化和老化性能。结果表明,G3-3铜膜在室温氧化28 d后平均增重率为3.5%,电阻变化率的平均值为0.79%;在20℃~160℃高温老化后铜膜的电阻变化率平均值为12.63%、平均增重率为4.63%,具有良好的抗氧化性和抗老化性能。