用粉末冶金模压成形和无压反应烧结方法,制备出Ti-Al系金属间化合物多孔材料,研究了铝含量对其孔隙形成机理以及孔结构性能的影响.结果表明:烧结后Ti-Al合金坯块发生了显著的体积膨胀;最大孔径和开孔隙率都随着铝含量的增加而增大,当铝含量(质量分数)超过60%时,总孔隙率出现下降趋势;Kirkendall效应导致的钛铝元素偏扩散反应是体积膨胀和孔隙形成的主要原因.

提出了一种测定管道钢阴极充氢或阴极保护过程中氢吸收的新方法.将阴极预充氢试样在稀NaOH溶液中恒电位阳极极化,测量了试样中吸收氢的脱附(氧化)电流随时间的变化曲线.利用该曲线分析吸收氢的量,并建立其与预充氢电流密度、充氢时间及充氢溶液pH间的关系,探索用于评价X70管道钢对阴极充氢敏感性的指标.结果表明,在双对数坐标中试样中的氢浓度分别是预充氢电流密度和时间的单增函数.降低充氢溶液pH可大大提高X70钢的氢吸收量.

在超临界CO2(SC-CO2)循环萃取条件下制备PLA/TCP/Collagen(PTC)多孔组织工程支架材料,研究了胶原含量对支架材料的总孔隙率、开孔率、孔洞形态和力学性能的影响,以及胶原纤维在支架材料中的分布.结果表明:用SC-CO2反复循环萃取法制备的PTC支架材料开孔率可达到82.81%,比不加胶原的PLA/TCP支架高约25%;孔径为200-500 μm,孔洞之间出现重要的"隧道"结构;胶原纤维在SC-CO2反复循环萃取法处理后保持着网络形态,在支架中分布均匀;胶原纤维加入使支架材料的压缩模量和压缩强度明显下降.

采用异步轧制技术研究了轧制工艺对AZ31镁合金塑性变形和微取向流变行为的影响.结果表明:将AZ31镁合金板材在室温条件下进行单道次异步轧制,织构随着速比增加,与快、慢辊侧相接触的表面层明显不同,但中间区域变化不明显.在快速辊侧,主要织构组份随着速比的增加而迅速增加;在慢速辊侧,主要织构组份随着速比的增加而交替变化.形变量的增大,可以细化晶粒和改善力学性能.

将二胺1,2-二氢-2-(4-氨基苯基)-4-[4-(4氨基苯氧基)-苯基]-二氮杂萘-1-酮和对苯二胺与对苯二甲酰氯进行低温溶液缩聚反应并改变两种二胺的比例,制备出一系列共聚酰胺树脂.结果表明,共聚酰胺树脂的特性粘度为1.76-3.29 dL/g;随着主链中二氮杂萘酮结构比例的增加,聚合物的溶解性逐渐得到改善;该类聚合物具有较高的玻璃化转化温度(312～351 ℃);在氮气气氛中10%热失重温度为513～534 ℃;聚合物呈现无定型的状态,并且可以在浓硫酸、N-甲基吡咯烷酮/氯化锂、N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂中呈现溶致液晶织构.

用Nd:YAG脉冲激光在低硅钢表面制备激光熔覆高硅涂层,研究了激光熔覆高硅涂层样品的组织和磁性能.结果表明,制备出的激光熔覆高硅涂层组织致密、无气孔和裂纹,且与基体有良好的冶金结合.经激光熔覆后硅钢表面存在熔覆区、界面结合区和热影响区.熔覆区的显微组织不均匀,随着与结合界面距离的增加,由柱状晶变为树枝晶,最终过渡到表层的细小树枝晶组织.熔覆层与基体之间的结合界面为平面晶组织,热影响区为马氏体组织.熔覆涂层的显微硬度远高于低硅钢基体,其主要原因是涂层具有较高的Si含量,涂层中的α-Fe和γ-Fe双相组织也导致了硬度的提高.激光熔覆高硅涂层硅钢样品经扩散退火后具有室温铁磁性,Si含量的提高使其室温直流磁性能优于原始低硅钢.

制备了不同摩尔浓度Li+掺杂ZnO-Li0.022陶瓷靶、并用RF射频磁控溅射工艺在Si(100)基片上制备ZnO薄膜,研究了溅射温度、氧分压和溅射功率等对ZnO薄膜微结构、表面形貌和择优取向的影响.结果表明:Li+的最佳掺杂量(摩尔分数)为2.2%,RF溅射的最佳基片温度Ts小于300 ℃,氩氧气氛体积比为Ar:O2=20:5,溅射功率50～60 W;制备出的ZnO薄膜高度c轴(002)择优取向、均匀、致密,其绝缘电阻率ρ为4.12×108 Ω·cm,满足研制声表面波器件(SAW)的要求.

以柠檬酸为还原剂,以硝酸盐为氧化剂,使用溶胶-凝胶低温燃烧工艺制备Ce0.8Y0.2O1.9纳米粉体,研究了溶液的凝胶化和硝酸盐与柠檬酸的摩尔比对粉体的微观结构及烧结性能的影响.结果表明:柠檬酸(CA)与金属离子(Mn+)的摩尔比(nCA/nn+M)和溶液的pH值决定了金属离子的络合,柠檬酸与金属离子的络合物通过氢键凝胶化.当燃烧反应中硝酸盐与柠檬酸的比值为1.5时,粉体具有很好的成型和烧结性能.将素坯在1350 ℃保温4 h,得到的烧结体晶粒尺寸为0.46 μm,相对密度95%以上,700 ℃时的离子电导率为0.034 S·cm-1.

对单晶硅片进行不同剂量的碳离子注入,测量碳离子注入前后硅片的纳米硬度、弹性模量、硅表面与探针之间的摩擦系数和划痕深度以及硅片与Si3N4球的摩擦磨损,研究试样在过程中摩擦系数及磨损量的变化.结果表明,碳离子注入可能导致硅片表面结构的改变,从而影响了力学性能,但改善了微摩擦学特性.碳离子注入剂量为2×1015 ions/cm2时硅片的纳米硬度和弹性模量都明显降低,但其划痕摩擦系数和划痕深度均大于未注入硅片;碳离子注入后硅片的减摩效果和耐磨性能在小载荷下得到了大幅度提高,当载荷达到一定值后,摩擦系数迅速增加并产生磨损痕迹.其磨损机制在小载荷下以粘着磨损为主,在大载荷下以材料的微疲劳和微断裂为主.

在Heisenberg模型的基础上,计入垂直于膜面的磁场,考虑表面各向异性场情况下,精确求解了简立方结构双层异质铁磁薄膜中的自旋波低能量子本征值问题.又在此基础上加上平行于膜面方向的交变磁场,应用量子理论严格推导了两层异质铁磁耦合薄膜中的自旋波共振激发,并在不同表面条件下计算了各种形式的自旋波共振谱.结果表明:1)共振峰强度与交变场振幅的平方成正比,与本征态中单个自旋反转对应的几率幅的模的平方成正比,即自旋波共振的平方律关系;2)由于表面各向异性场对不同形式的自旋波激发谱都产生影响,从而也影响自旋波的共振谱.

使用阴极等离子体液相沉积技术在不锈钢表面生成了厚度达40μm的氧化铝膜层,研究了电流密度对膜层的组成和结构影响,以及膜层的生长规律和形成过程.膜层由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,随着电流密度的增大,α-Al2O3的含量逐渐增大,电流密度为8 A/dm2时达到86%.膜层的表面粗糙、多孔,随着电流密度的增大,表面颗粒状明显增多,微孔数减少;基体中的Fe没有进入膜层,从膜层内向外Al和O的含量逐渐下降.

研究了十八胺(ODA)及其与硬脂酸(SA)混合单分子膜在导电聚合物聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)胶体亚相上的成膜行为和复合LB膜在室温下的电学性能.结果表明:ODA-SA/PEDOT-PSS复合LB膜具有更好的成膜性能,表面粗糙度小且稳定可控,薄膜具有较好的有序结构;ODA-SA/PEDOT-PSS膜电导率高于ODA/PEDOT-PSS复合LB膜,其电导率呈各向异性,水平电导率(σ‖)与垂直电导率(σ⊥)之间相差3～4个数量级,Ⅰ-Ⅴ曲线呈指数关系,为典型的电子隧穿类型.

采用CoCl2对中间相炭微球进行低温表面修饰,进行了表征和性能测量,并研究对其性能的影响.结果表明,低温热处理中间相炭微球仍以低温炭结构为主,但是微球表面的碳微晶尺寸比内部的大;低温表面热处理能够明显提高中间相炭微球的可逆容量,在不降低充电容量的情况下将首次库仑效率从52.2%提高到87.2%,并改善了循环性能.低温表面修饰使中间炭微球表面碳结构的有序化程度增强,有效地缓解了碳表面的不可逆电化学反应.

采用MOCVD技术在Si衬底(111)面上生长了GaN外延膜,分析了薄膜表面形貌和Si基GaN的临界载荷,研究了表面发光性能和GaN晶体质量随深度的变化.结果表明,外延层的表面比较平整,多组超晶格插入层可以进一步降低位错密度,提高晶体质量.膜的表面有许多颗粒状的发光中心,除了强的带边峰外,还有弱的黄光带和红光带,这可能是ON与VGa所产生的深能级跃迁产生的.GaN的晶体质量具有梯度变化,GaN外延层的上层晶体质量比较好,界面附近比较差,但是外延层与衬底的结合强度较高,临界载荷达到2.05 N.

采用熔渗法制备添加Y2O3的CuW合金,研究了添加Y2O3对CuW材料静态性能、真空电击穿性能及显微组织的影响.结果表明:Y2O3的添加量为0～0.4 %(质量分数)时,随着添加量的增加,合金的硬度逐渐升高,而电导率变化不大;当添加量为0.4%～1.2%时,硬度和电导率则明显下降.添加Y2O3相提高了CuW合金的耐电压强度,降低了材料的截流值.添加Y2O3的CuW合金阴极斑点较小,铜液的飞溅现象减少.

采用共价键合方法将高分子季铵盐接枝在纳米SiO2粉体表面,其抗细菌效果与无机载银抗菌剂相当,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最小抑菌浓度分别为100 mg/L和1500 mg/L.使用抗菌剂母粒化法将其添加到聚乙烯(PE)中制备抗菌塑料,抗菌粉体均匀分散在塑料的外层,平均粒径为200 nm.抗菌塑料对细菌和霉菌的抗菌效果都非常显著,其防霉性能明显优于由无机载银抗菌剂制备的抗菌塑料.抗菌塑料人工老化处理不会使其抗菌效果明显下降,具有良好的抗菌长效性和稳定性.

采用玻璃包覆法(fluxing)提纯和在不同温度下保温,获得了Fe40Ni40P14B6合金熔体的凝固组织,研究了过冷度对凝固组织的影响.结果表明,随着过冷度的增大,Fe40Ni40P14B6的凝固组织从亚共晶转变为共晶组织,晶粒尺寸明显减小.当过冷度超过某一临界值时,合金熔体发生Spinodal分解,形成网状结构的凝固组织并使晶粒显著细化,达到纳米尺度.在深过冷条件下,可获得块体纳米晶凝固组织.

在Ti-60合金中碳的加入量大于0.17%时,组织中析出TiC结构的碳化物.在α+β相区再结晶,碳偏聚于初生α(αp)相,导致碳化物主要在β转变组织中析出,其析出的百分数取决于αp体积分数.在β相区热处理,析出的碳化物钉扎β原始晶界,阻碍β晶粒的长大.β晶粒尺寸D、碳化物颗粒直径d和体积分数f三者遵循D/d∝f-1/3关系.随着碳含量的增加,β晶粒尺寸减小,α'片层通过界面迁移迅速长大以及形成α片层的合金元素的扩散速度加快,导致α'或α片层的厚度增加.碳的加入量小于0.09%时,碳完全固溶于基体中,产生固溶强化,β晶粒细小,导致合金的强度和蠕变抗力提高.碳含量增加导致粗大碳化物颗粒的析出,变形时产生应力集中使合金的塑性和蠕变性能降低.

测量聚碳酸酯在3.8×10-5 s-1到大约8000 s-1应变率范围内的单向压缩力学行为,研究了应变率对聚碳酸酯屈服应力的影响.结果表明:在应变率低于1 s-1时,聚碳酸酯先出现应变软化,然后出现稳定的塑性流动和应变硬化;在高应变率时,应力应变曲线的软化区域消失,屈服应力和屈服应变随着应变率的增大而增大.分析了高应变率时热软化与应变硬化的竞争机制,提出了描述宽应变率范围内聚碳酸酯的屈服应力与应变率关系的幂律型本构模型,能在较宽的应变率范围描述聚碳酸酯屈服应力与应变率的关系.

采用液相外延法在掺Sr2+的α-BBO(001)衬底上制备了β-BBO薄膜,研究了制备条件对薄膜质量的影响.结果表明:当生长温度为810 ℃时,转速为300 r/min生长的外延膜具有较高的结晶质量,且随着生长时间的延长,外延膜的结晶质量有所提高.β-BBO薄膜呈c轴高度择优取向,薄膜的双晶摇摆曲线半峰宽值FWHM仅为676.6″,表明β-BBO薄膜较好的结晶质量;在不具备相位匹配的条件下,β-BBO外延膜也能够实现二次谐波输出.