通过铝球弹丸高速撞击单层铝板和双层铝板结构的动能耗散特性分析,在弹丸未破碎和已破碎两种撞击条件下,基于单层铝板撞击失效临界动能研究了双层铝板结构的高速撞击防护性能,并针对典型铝板防护结构的高速撞击防护性能评估结果进行了实验验证。结果表明,当铝球弹丸高速正撞击一定厚度的单层铝板时,铝板发生穿孔失效时的临界撞击动能近似为常数。当铝球弹丸高速正撞击双层铝板结构时弹丸击穿前板后的剩余动能,表现为弹丸初始撞击动能的比例耗散。在弹丸破碎段撞击速度区间,使双层铝板结构后板发生穿孔失效的弹丸直径越大,在弹丸击穿前板后的撞击后板有效动能中次生小碎片动能所占的比例越大。

使用等温微量量热仪测试磷酸镁水泥的水化放热行为,基于热动力学方法研究了磷酸镁水泥的水化机理。结果表明：根据各水化阶段不同的主要反应,可将磷酸镁水泥的水化划分为初始期、MgO溶解期、[Mg(H₂O)]₆²⁺生成期、MKP加速生成期、MKP减速生成期和稳定期。磷酸镁水泥的水化需要酸性环境激发,随着水化反应的进行水化体系中的H⁺逐渐消耗,MgO的微溶和水解使水化中后期的水化体系向碱性环境变化。水化的早期产物MKP晶体快速生长并搭接构成磷酸镁水泥整体结构的框架,磷酸镁水泥的抗压强度快速提高。水化8 h后MKP生成量增长的幅度下降,磷酸镁水泥抗压强度的提高主要源于MKP晶体的联结。

采用失重分析、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和电化学分析方法对镀锌钢在青海盐湖大气环境下的腐蚀行为进行研究。结果表明,镀锌钢在盐湖大气环境中的腐蚀失重较大,腐蚀速率呈先增大后趋于稳定的变化趋势;腐蚀产物主要包括Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O,Zn₅(CO)₃(OH)₆,Zn₄SO₄(OH)₆·3H₂O;腐蚀过程中,腐蚀产物层对基体的保护作用先减小后趋于稳定,高氯盐的尘土在很大程度上影响了腐蚀的过程。

以激光表面热处理代替回归再时效(RRA)中的回归过程,研究其对7075铝合金组织及性能的影响。结果表明,激光热处理可代替RRA中的回归部分,得到的7075铝合金的硬度具有双峰特征。在激光功率为850 W、扫描速度为2 mm/s条件下制备的7075铝合金的硬度达到第二峰。其硬度为181 HBW,数值最高,以氧化磨损为主。与第一峰的试样相比,表现出更高的硬度和耐磨性。析出的大量细小弥散的η'和η相,有利于7075铝合金的硬度和耐磨性的提高。

以邻苯二酚和2-丁酮为原料合成四羟基化合物3,3’-二乙基-5,5’,6,6’-四羟基-3,3’,2-三甲基-1,1’-螺旋双茚满,然后与四氟对苯二腈发生聚合反应制备出自具微孔聚合物PIM-CO19。将PIM-CO19分别在300℃、350℃和400℃进行热处理,得到热致刚性膜材料。使用红外光谱仪(FTIR)、质谱(MS)、X-射线光电子能谱(XPS)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、X-射线衍射仪(XRD)以及气体渗透性能测试仪表征了PIM-CO19和热致刚性膜材料的结构和性能。结果表明：在氮气氛围下PIM-CO19中的-CN间发生了热诱导的交联反应。调控热处理温度可提高PIM-CO19基热致刚性膜材料的气体渗透性能,使PIM-CO19-350对H₂、O₂、N₂、CO₂和CH₄的渗透通量分别达到了1758 Barrer、586 Barrer、180 Barrer、4075 Barrer和277 Barrer。当热处理温度提高到400℃时膜材料的气体渗透性逐渐降低,但其选择性明显提高,O₂/N₂和CO₂/CH₄的气体分离系数分别达到4.76和38.78。

使用AlCr合金靶材在高功率脉冲磁控溅射系统中低温反应溅射沉积氧化物薄膜,并与使用纯Al靶反应溅射的薄膜对比。用纳米压痕仪测量薄膜的力学性能,使用扫描电镜(SEM)、掠入射X射线衍射(GIXRD)和能谱仪(EDS)等手段研究了沉积薄膜的表面形貌、相结构和元素组成。结果表明,反应溅射Al时靶表面火花放电严重且工艺不稳定,因此所沉积的薄膜表面粗糙、疏松,硬度低;而反应共溅射AlCr能抑制靶表面火花放电,沉积薄膜平整、致密且硬度高;在540℃和10%氧分压条件下,可沉积出以α-(Al,Cr)₂O₃为主的刚玉型结构氧化物薄膜。

采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)工艺在单晶硅和石英基体上沉积a-C膜,研究了基体偏压对其结构和光电性能的影响。结果表明,基体偏压的变化能显著改变薄膜的微观结构。在偏压为0 ~ -300 V条件下制备的a-C膜,sp²的含量均为(52.5±1.5)%,基本不变。偏压为-50 V时sp² 团簇的尺寸达到最大值(约1.93 nm),薄膜的光学带隙(0.15 eV)和电阻率(0.32 Ω·cm)达到最小值;偏压继续提高则sp²团簇的尺寸先减小后增加,光学带隙和电阻率先增加后减小,符合非晶碳膜的团簇模型。HiPIMS工艺制备的非晶碳薄膜,其sp²团簇的尺寸决定了薄膜光学和电性学能。薄膜sp²团簇尺寸越大,则光学带隙和电阻率越小。

测试了不同淬火温度下20CrNi2Mo低碳钢的冲击韧性和断裂韧性,并使用OM、SEM、EBSD、TEM定量分析了试验钢的多层次组织。结果表明,在1200℃淬火处理的试样具有较好的韧性,断裂韧性和冲击韧性的最大增幅分别为43.58%和27.78%。同时,随着淬火温度的提高试验钢原奥氏体晶粒(d _r)、马氏体束(d_p)、马氏体块(d _b)增大,而马氏体板条(d _l)略微减小。根据裂纹扩展路径和韧窝尺寸分析并结合Hall-Petch关系,证明了马氏体板条是韧性的有效控制单元。同时,根据EBSD应力分析揭示了裂纹扩展的塑性变形能,并计算了断裂韧性和冲击韧性在裂纹扩展过程中的能量关系。

在浓度为0.15 mol/L的HF电解液中加入浓度为5 g/L的磷酸二氢钙(Ca(H₂PO₄)₂)进行阳极氧化,研究了Ca和P对阳极氧化后钛合金表面的物相组成和形貌的影响;进而用水热电化学方法在Ti6Al4V基体表面进行阴极沉积,研究了Ca、P元素对羟基磷灰石(HA)涂层物相、形貌、涂层结合强度的影响。进行细胞的粘附实验,测试了涂层的生物活性。结果表明：含有磷酸二氢钙的电解液阳极氧化后TiO₂纳米管的管径比未加磷酸二氢钙的管径大,表面的Ca、P含量提高,且Ca的含量明显变化。用水热电化学沉积生成的HA涂层表现为分层生长模式,下层为致密均匀的棒状,上层则为丰富度更大的团絮状。涂层与基体的结合强度由18.93 MPa提高到23.74 MPa。在粘附实验过程中细胞更易于依附团絮状HA涂层生长,加入磷酸二氢钙后团絮状羟基磷灰石增多,增大了细胞的依附生长空间,为细胞提供更大的生长接触面积,有利于植入体与人体结合。

使用三种热输入对船用高强药芯焊丝进行CO₂气体保护焊,使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电子背散射技术(EBSD)等手段研究了热输入对熔敷金属微观组织及低温韧性的影响。结果表明,使用三种热输入的熔敷金属组织主要由针状铁素体(AF)、侧板条铁素体(FSP)和少量残余奥氏体(RA)组成;随着热输入的增加铁素体由针状向板条状转变,其中针状铁素体的含量降低而镐牙状的侧板条铁素体的含量提高,板条间的残余奥氏体由薄膜状向块状转变;同时,随着热输入的增多熔敷金属中尺寸小于1 μm的夹杂物含量减少而夹杂物的总含量增多;随着热输入的增加20°~50°的大角度晶界减少,熔敷金属的强度、塑性和低温韧性随之降低,-40℃冲击断口的形貌由韧窝+准解理向解理过渡。

比较了Fe-6.5%Si(质量分数)合金的拉拔丝材与轧制板材的塑性,板材室温塑性最高为0.8%,丝材均在1%以上,最高为5.6%。研究了两者的显微组织、有序结构和形变织构,发现组织状态对两者的塑性的差异影响不大,有序结构和形变织构起重要作用。其主要原因,是丝材中有序相B2发生变化及形成单一的<110>丝织构。