研究了气泡形核及长大对Gasar气孔结构和分布的影响。结果表明：气孔在柱状晶过渡区内生长时,其定向生长受限使气孔的长度变短,内壁不光滑,圆整度变小;当基体以柱状晶生长时气孔随基体共生生长形成典型藕状多孔结构,气孔的长度增加,内壁光滑,圆整度增加。随着气体压力的增大形核功降低导致气泡形核率增加,从而使藕状多孔Cu中气泡的分布逐渐从晶界转移到晶内,试样的平均孔径减小而气孔的密度数和均匀性提高。由于固液界面上的沟槽和晶界的特殊性,气泡在晶界处的形核优先于晶内,导致晶界处气孔的平均直径比晶内气孔的直径大。

使用Formastor热膨胀仪、ABAQUS有限元软件、金相显微镜、TEM及EBSD等手段研究了淬火冷速对35 mm厚HSLA钢板截面组织结构的影响。结果表明：淬火冷却速度对试验钢板距表面8 mm范围内的组织和性能有显著的影响。提高淬火冷速有利于提高近表面板条马氏体/贝氏体组织含量、提高位错和小角度晶界的密度以及细化板条宽度,使近表面的硬度大幅度提高。淬火冷速对试验钢板距表面8 mm到心部的组织和性能没有显著的影响。随着淬火冷速的提高,钢板表面1/4处到心部的板条尺寸、晶界特征及MA组元没有显著的差别,其硬度在同一水平波动。此外,冷却速度对大角度晶界密度、有效晶粒尺寸的影响不显著。ABAQUS模拟结果与试验钢板的硬度分布和组织分布相吻合,钢板截面冷却速度的分布决定了最终组织的转变类型和结构特征。

使用硅烷偶联剂KH550作为表面活性剂对碳化硅微粉表面进行改性,使用扫描电镜、X射线衍射仪、激光粒度分析仪和红外光谱仪等手段研究了改性前后微粉的形貌、表面性质、粒度分布及烧结体微观形貌。结果表明,硅烷偶联剂与碳化硅通过接枝反应在其表面形成包覆层,但是不改变其物相和结构。改性后碳化硅微粉的团聚减少,因此平均粒径减小;颗粒间的静电斥力和空间位阻增大,改善了碳化硅颗粒在溶胶中的悬浮稳定性和分散性。与未改性的SiC相比,用溶胶凝胶原位成型SiC/陶瓷复合材料改性后SiC与陶瓷的烧结体结构均匀,抗弯强度较高。

研究了微量元素含量不同的1Cr18Ni9Ti、304、316L三种奥氏体不锈钢的耐局部腐蚀性能,包括晶间腐蚀、点蚀和应力腐蚀。结果表明,Ti元素的添加和较低的含C量都能改善抗晶间腐蚀性能;Cr和N含量最高的固溶态304不锈钢最耐点蚀;Ni含量最高的固溶态316L在42%沸腾氯化镁溶液中抗应力腐蚀性能最优。

用电沉积方法在X90管线钢表面制备Cu保护层,经水热反应及全氟辛酸修饰后制备出CuO超疏水涂层。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪和接触角测量仪等手段对涂层表面的相组成、微观形貌、化学成分及润湿性进行表征,研究了涂层的机械稳定性、防粘附性和耐腐蚀性。结果表明,具有疏水性的全氟辛酸成功嫁接到了由“花瓣”状CuO组成的微纳米混合结构上,使涂层表面与水滴的接触角约为161.24°,滚动角为3°左右;这种涂层表面表现出良好的机械稳定性、防粘附性和耐腐蚀性。

用分散聚合方法制备了微米尺寸的咪唑基聚离子液体(PIL)微球颗粒(P[C₁₂VIm][BF₄]),使用核磁氢谱、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射分析仪和扫描电镜等手段表征材料的结构及形貌,用旋转流变仪和宽频介电谱仪测量了电流变效应和介电性能。结果表明,咪唑基聚离子液体材料具有规则的球形和良好的热稳定性;用这种材料制备的电流变液具有显著的电流变效应,其剪切应力、黏度以及动态模量都随着电场强度的提高而增大,显示出优良的电流变性能。

以钢渣、矿渣和脱硫石膏为主要原料制备胶凝材料,使用XRD、IR、TG-DTA和SEM等手段探究胶凝材料的水化反应机理,研究了钢渣掺量对全固废混凝土强度的影响,以及胶凝材料浆体的pH值和代表性离子浓度的变化规律。结果表明,当原料质量比为m(钢渣):m(矿渣):m(石膏)=30:58:12时,全固废混凝土3 d、7 d和28 d可以获得较优的强度。随着反应龄期的增加胶凝材料水化溶液的pH值先减小后增大,Ca²⁺浓度和硅(铝)溶解物的早期浓度较低,后期浓度有所提高。在脱硫石膏的激发下钢渣和矿渣相互促进水化,水化产物以钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶为主。在反应的后期,水化产物的数量迅速增加。针棒状的AFt晶体穿插在C-S-H凝胶内,使硬化浆体的结构更加致密。

采用不连续增重法研究了Re对一种镍基单晶高温合金1000℃恒温氧化行为的影响,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对样品的组织进行了观察。结果表明,两种合金生成的氧化膜成分相似,都生成了以含Cr、Ti氧化物为主的外氧化层、Al₂O₃内氧化层以及含有TiN的内氮化层。但二者氧化速率及氧化层结构存在较大差异,含Re合金的氧化速率较慢,Al₂O₃层较完整且TiN数量较少。Re的作用机理在于它提高了合金中Cr的活度,增大氧化膜中Cr₂O₃的含量,加快Al的选择性氧化,促进合金氧化膜内部连续Al₂O₃层的形成,抑制合金内部氮化物的生成,提高长期氧化下氧化膜的稳定性。

在细观层面上将阴极炭块视为由骨料和粘结剂组成的二相复合材料,应用蒙特卡洛方法建立二维随机骨料模型,使用ANSYS 有限元软件的热分析模块求解钠膨胀应力模型,对不同形状、级配、含量的骨料模型的钠膨胀应力进行了数值模拟。结果表明：阴极炭块细观结构的非均匀性造成钠膨胀应力的不均匀分布,特别是拉应力集中导致阴极炭块破损;级配0.003~0.015 m炭骨料钠膨胀量最小,级配0.003~0.006 m炭骨料钠膨胀量最大,骨料含量80%钠膨胀量最小,骨料含量60%钠膨胀量最大。该模型的数值模拟结果与实验结果基本相符,表明该模型描述的钠膨胀和应力分布是合理和有效的,可以作为研究阴极炭块钠膨胀应力性能的一种有效辅助手段。

用溶胶凝胶法和简单热处理合成的NiO电极材料,其最大比电容达到744 F/g。使用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、投射电子显微镜和N₂气吸附解吸仪等手段表征了NiO材料的微观结构和聚集形态。将氧化镍和活性炭分别作为正负极组装非对称性电容器,用循环伏安法和恒流充放电法研究其在2 mol/L的KOH电解液中的超级电容性能。这种非对称性电容器表现出良好的能量密度、功率密度和循环稳定性,循环1000次后其循环稳定性能为初始比电容值的84.3%。