用高分辨透射电镜(HRTEM)和原子探针层析技术(APT)等手段研究了2.4 GPa级超高强度马氏体时效钢在时效过程中析出相的演化规律及其与材料力学性能的关系。对组织观察的结果表明，马氏体时效钢在时效过程中析出相的演化规律分为三个阶段：时效初期富Ni和富Ti团簇的形成、峰时效期金属间化合物Ni₃Ti及其界面处富Mo相的形成、过时效阶段Ni₃Ti的粗化和富Mo相过渡为Ni₃Mo。力学性能的实验结果表明，随着时效时间的延长抗拉强度呈现先提高后降低的趋势，时效时间为4 h时抗拉强度达到最大值2560 MPa。断裂韧性呈现与抗拉强度相反的变化趋势，时效时间为4 h时的断裂韧性值最低，仅为20 MPa·m^1/2。根据不同时效阶段材料中析出相的演化规律，探讨了马氏体时效钢的力学行为与析出相的关系。

使用真空快速凝固设备制备不同直径的AlCoCrFeNi_2.1合金铸棒和薄带，研究了冷却速率对多主元共晶高熵合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明，全部试样均由FCC和B2两相组成。不同直径的合金铸棒均为常规共晶组织，只在表层某些位置观察到胞状共晶组织。铸棒的直径越小，冷却速率越大，规则共晶组织的片间距(λ)越小，其屈服强度越高。当铸棒直径由8 mm减小至2 mm时表层区域的λ值由530.4 μm减小至357.0 μm，轴心区域的片间距由712 μm减小至474 μm，合金的屈服强度由690 MPa提高到877 MPa。结合合金薄带的微观组织分析结果表明，随着冷却速率的提高AlCoCrFeNi_2.1合金依次形成规则和非规则混合共晶组织、胞状共晶组织和树枝状组织。

为了研究HRB400钢筋在模拟养护阶段混凝土孔隙液中表面钝化膜的生长过程，采用3种电化学测试技术(开路电位、电化学阻抗谱、动电位极化曲线)研究钢筋表面钝化膜的性能随着浸泡时间的变化特征，此外通过XPS对稳定钝化膜的成分与结构进行分析。结果表明，同传统钢筋材料一样，HRB400钢筋在模拟混凝土养护条件的溶液中展现出良好的耐蚀性能，浸泡5 d后便能够生成稳定钝化膜。XPS分析发现钢筋钝化膜为双层结构，内层以二价铁离子化合物为主，外层主要由三价铁离子化合物组成。

研究了表面活性剂聚乙二醇6000对乙二胺四乙酸(EDTA)/四羟丙基乙二胺(THPED)二元络合体系化学镀铜的过程和化学镀铜表面结构的影响。混合电位-时间测试结果表明，化学沉积过程分为三个区：诱发区、过渡区和稳定区。PEG6000使体系的混合电位负移趋势放缓，与表面活性剂在铜表面的吸附阻滞了对带电荷离子的吸附有关。线性扫描测试结果表明，阴极还原反应为控制步骤，PEG6000的吸附减缓了阴极还原反应，还原峰电流密度下降了约40%；铜化学沉积速率随着PEG6000浓度的提高呈线性下降趋势。SEM、EDS和XRD表征结果表明，化学镀铜的纯度较高，加入PEG6000使镀层呈现出明显的(220)晶面择优取向，且晶粒尺寸由77.7 nm减小到50.0 nm，有细化晶粒的作用。

使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了Al-Zn-Mg合金和含微量钪的Al-Zn-Mg合金钨极氩弧焊接头的微观组织，并对其力学性能和耐应力腐蚀性能进行了对比。结果表明：在传统Al-Zn-Mg合金板材熔合线附近的热影响区出现再结晶和晶粒异常长大，而含钪Al-Zn-Mg合金基体中热稳定性优良的纳米Al₃(Sc, Zr, Ti)相在焊接过程中能阻碍晶界迁移，抑制再结晶晶粒的形核和长大，进而细化熔合线附近的组织。同时，含微量钪的Al-Zn-Mg合金焊接接头的强度明显比传统合金的高，其强化效果主要来源于熔合线附近区域的细晶强化和二次Al₃(Sc, Zr, Ti)相的弥散强化。

利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)、光学显微镜(OM)、ICP光谱仪及X射线衍射(XRD)等手段研究了Ce对Mg-5Si合金中Mg₂Si相变质的影响。结果表明：添加不同量的Ce使Mg-5Si合金中的初生Mg₂Si相的形貌从粗大的树枝状变为多边形状，共晶Mg₂Si由汉字状变为了细纤维状或点状。Ce的添加量为1.2%时变质效果最佳，初生Mg₂Si 的尺寸从48 μm减小到 9 μm或更小。同时，在1.6% Ce变质的合金中发现了短棒状的Mg-Si-Ce化合物。Ce促进了Mg₂Si的形核，并抑制了Mg₂Si的各向异性生长。

用水热合成法制备MIL-53(Al)，然后用后磺化法在其笼状结构中引入磺酸基团得到MIL-53(Al)-SO₃H纳米级金属有机框架(MOF)多孔晶体材料，最后将MIL-53(Al)-SO₃H掺杂到磺化酚酞侧基聚芳醚砜(SPES-C)高分子相中制备出一系列SPES-C/MIL-53(Al)-SO₃H燃料电池用杂化质子交换膜(PEM)。扫描电镜观测结果表明，杂化质子交换膜内没有缺陷，MIL-53(Al)-SO₃H在膜内分散均匀且两相的相容性好。热重分析结果证实，杂化膜具有优良的热稳定性。MIL-53(Al)-SO₃H的加入，提高了杂化膜的吸水率、尺寸稳定性和质子传导率。在温度为80℃时填充量为5%（质量分数）的杂化膜其M-5的质子传导率达到0.15 S·cm^-1，比纯SPES-C膜提高了32.5%且优于商用Nafion膜的质子传导率(0.134 S·cm^-1)。

使用DTG-60(AH)热重分析仪分析了玻璃纤维/环氧树脂泡沫夹层板在不同升温速率和不同氧含量条件下的热分解特性。结果表明，在空气中玻璃纤维/环氧树脂泡沫夹层板的热分解反应可分为三个阶段。随着升温速率的提高，热分解反应的初始反应温度、终止反应温度以及最大质量损失速率温度均向高温方向移动。氧含量的降低对热分解的第三阶段有较大的影响。采用Flynn-Wall-Ozawa法和Starink法进行热解动力学分析，得到玻璃纤维/环氧树脂泡沫夹层板的表观活化能。

使用腐蚀失重、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜与能谱(SEM-EDS)等手段研究了干湿交替环境中MgCl₂对锌腐蚀行为的影响。结果表明，MgCl₂对锌的腐蚀有显著的抑制作用；在沉积NaCl条件下锌表面的腐蚀产物为Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O、Zn₄CO₃(OH)₆·H₂O和Zn(OH)₂，而在沉积MgCl₂条件下锌表面的腐蚀产物只有Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O。在干湿交替环境中MgCl₂对锌腐蚀行为的影响主要是Mg²⁺与氧还原反应产生的OH^-结合使阴极区的pH值降低造成的。

使用锂钡掺杂氧化碳酸盐作为敏感电极材料制备YSZCO₂电化学传感器，研究了高温水蒸汽对传感器性能的影响。结果表明，经300℃高温水蒸汽处理(24~120 h)后，传感器对CO₂浓度的变化(271~576802 μL/L)仍然表现出准确的响应特性，电子转移数接近理论值2；未经高温水蒸汽处理和经高温水蒸汽处理120 h的传感器，均表现出较低的氧含量依赖特性，在不同的氧含量条件下传感器对CO₂浓度突变的响应电动势相同。这种传感器不但能在含有一定比例水蒸汽的环境中长时间工作，而且在经过一定程度的高温水蒸汽累积作用后其性能没有明显的劣化。