利用Hopkinson压杆技术对X70管线钢进行了冲击压缩实验,研究了在高应变率变形过程中钢的组织演变和动态应力--应变行为. 结果表明: 经过适当热处理后X70管线钢具有以针状铁素体为主的显微组织. 在103s-1应变率条件下, 该钢发生了明显的应变强化与应变率强化, 且最大应变也随应变率提高而增加; 在铁素体板条内形成的大量位错胞亚晶结构和铁素体组织的显著细化, 是该钢高应变率增强增塑的主要机制.

用电化学阳极氧化法制备了纳米多孔铝阳极氧化膜(AAO模板). 采用原子力显微镜(AFM)测试AAO膜, 研究了纳米孔阵列的形成机制. 结果表明, 在AAO膜的表面, 除存在六方形的纳米孔阵列外, 在孔端还存在六个微小的隆起, 相邻的隆起之间彼此相连, 看上去酷似一朵盛开的梅花, 花的中心就是六方形纳米孔. 二维AFM图像显示, 以往用扫描电镜表征的纳米孔阵列, 实际上是一幅排列整齐、并呈周期性变化的梅花阵列图案. 膜背面阻挡层的AFM二维图像表明, 膜胞呈六方形, 且排列高度有序. 膜胞密度为4.3109/cm2, 与孔密度基本一致. 阻挡层的三维照片显示, 膜胞的底部存在半球状突起, 也呈现出规整的阵列图案.

研究了不同热处理条件下锻造ZK60-Y镁合金微观组织的变化对其力学性能的影响. 结果表明, 直接进行人工时效的合金具有优越的强度和塑性. XRD分析表明, 析出相主要有Mg2Zn3、Mg24Y5、Zn2Zr3和w-Mg3Y2Zn3. Mg2Zn3和w-Mg3Y2Zn3等析出相的尺寸、数量及其在基体中的分布状态对合金的力学性能影响很大. 锻造态下大块破碎呈带状分布的Mg3Y2Zn3相及T4 和 T6态下粗化呈片层状的Mg2Zn3相是合金力学性能降低的主要原因. 细小呈带状分布的Mg3Y2Zn3相和细层片状分布的Mg2Zn3相及其在此状态下细小的晶粒使T5态合金具有优越的抗拉强度和塑性.

含Cu铁素体抗菌不锈钢在抗菌热处理过程中析出ε-Cu相, 具有抗菌功能. 抗菌处理的条件影响析出相的数量和形貌, 从而影响其抗菌特性. 在时效温度较低时, 抗菌析出相基本上呈球形, 随着时效温度的升高, 析出相逐渐变为长条形并与铁素体基体保持某种取向关系. 在抗菌不锈钢抗菌过程的前期, 抗菌性能表现为对细菌生长和繁殖的抑制, 后期表现为对细菌的杀灭.

采用氨解技术在聚乳酸微球表面引入自由氨基, 再利用戊二醛将氨基转化为醛基, 最后采用接枝涂层技术将壳聚糖固定到聚乳酸微球表面, 制备了壳聚糖表面改性的聚乳酸细胞微载体. 分别采用茚三酮法和乙酰丙酮-对二甲氨基苯甲醛法测定了聚乳酸微球表面的氨基和壳聚糖含量. 发现氨基的量初始随氨解时间的延长而增大, 达到最大(2.9410-7mol/mg)后保持不变. 与空白聚乳酸微球相比, 软骨细胞在壳聚糖改性聚乳酸微球表面能够更有效地粘附和生长, 分布更为均匀.

基于二元系凝固过程热溶质的传输行为, 建立了描述A偏析形成及演化的数学模型, 给出了固相分数与温度场及浓度场的耦合关系. 先用已有的实验结果验证了模型的正确性, 然后模拟计算了Pb-Sn合金侧向凝固过程A偏析的形成及演化过程, 并研究了浮力数对A偏析形成位置及偏析程度的影响. 结果表明, 在糊状区中双扩散对流引起的密度变化, 导致局部流动, 形成偏析通道; 为了维持偏析通道中局部液体的流动, 枝晶间的液体通过糊状区从液相区得到补充. 在相同的凝固条件下, 浮力数越小, A偏析的形成时间愈迟, 偏析的程度也越小.

进行了不同密度、高度和压缩方向下泡沫铝的准静态压缩试验和中等应变率下(<100 s-1)的冲击试验, 研究了具有不同密度的闭孔泡沫铝在准静态压缩和冲击工况下的吸能特性.结果表明, 泡沫铝是一种近似的各向同性结构, 具有较高的单位质量吸能特性, 是一种较好的吸能材料. 在准静态和中等应变率冲击条件下, 泡沫铝对应变率不敏感, 其应力-应变关系与应变率关系不大. 不同的泡沫铝, 其平台应力与密度之间的关系不同, 在研究其性能时, 必须测量应力-应变关系. 泡沫铝的致密区对其吸能特性有很大的影响.

合成了胆固醇基团直接键合和通过长链烷基柔性链键合的胆固醇-聚硅氧烷接枝共聚物, 研究了胆固醇改性聚硅氧烷的血液相容性. 结果表明, 未经长链烷基键合的共聚物不能形成液晶相, 而经长链烷基键合的共聚物可以形成热致液晶. 侧链液晶聚硅氧烷的液晶结构和材料的血液相容性具有独特的依赖性, 热处理后形成的液晶相有助于提高材料的血液相容性.

研究了强流脉冲离子束辐照对M2高速钢(W6Mo5Cr4V2) 表面的微观组织和硬度的影响.结果表明, HIPIB辐照处理使高速钢样品表面强烈加热又快速冷却, 产生表面淬火作用, 导致碳化物溶解, 马氏体溶碳量增大且晶粒细化或晶格畸变度增大, 晶间出现残余奥氏体. 辐照还使表面产生宏观残余压应力, 形成一些弥散分布的火山口状熔坑. 随着脉冲次数的增加, 在材料表面产生微区光化现象, 材料表面化学成分和相组成的差异、杂质分布以及位错密度不均匀性导致的非均匀、非稳定熔化等是产生熔坑的主要原因. 辐照使材料表层及以下近200 μm范围内的硬度提高, 并出现硬度双峰现象, 离子束辐照产生的应力波及其在材料中的传播所导致的位错密度增大是硬度提高的原因.

应用取向分布函数(ODF)研究和分析了异步轧制高纯铝箔的形变织构和再结晶织构. 结果表明: 异步轧制高纯铝箔的形变织构除C{112}<111>、B{110}<112>和S{123}<634>织构组分外，还有较强的CubeND{001}<110>和{102}织构. 异步轧制高纯铝箔的再结晶织构由强的立方织构{001}<100>和弱的R{124}<211>织构组成. 随着形变量的增加, 异步轧制高纯铝箔的形变织构和再结晶织构呈现规律性的变化, {102}织构减少, S织构先增后减, 速比较小时C织构近线性减少, 速比较大时C织构则先增后减. 异步轧制高纯铝箔的退火样品中有很强的立方织构, 这与异步轧制提高高纯铝箔的形变储能有关, 形变量过大时, 立方织构随形变量的增加急剧减少. {102}织构有利于再结晶立方织构的加强.

采用硼酸铝(AlBw)晶须改性氰酸酯树脂制备出氰酸酯树脂/晶须复合材料, 研究了表面处理和晶须用量对氰酸酯树脂体系的反应活性、复合材料力学性能以及耐湿热性的影响. 结果表明, 未经表面处理的AlBw晶须不能改善氰酸酯树脂体系的韧性, 反而使树脂韧性下降, 表面处理的晶须均可以改善树脂的力学性能, 经硼酸酯偶联剂处理后的AlBw晶须使树脂体系冲击强度提高. 采用硼酸酯偶联剂对AlBw晶须进行表面处理可明显改善晶须在树脂体系中的分散性. 在晶须用量低于8%时, 随着晶须加入量的增加, 树脂体系的力学性能增大, 氰酸酯树脂/晶须复合材料表现为韧性断裂并有明显的晶须拔出现象. 晶须的加入使树脂体系耐热性和耐湿热性提高, 加入8%的AlBw晶须使体系吸水率下降, 冲击强度和弯曲强度保持率提高.

用有限元法模拟了铸造合金的流动和热量传输过程中瞬态速度场和温度场的分布, 研究了电磁场强度和离心机转速对电磁铸造空心管坯的影响. 结果表明, 电磁搅拌引起的熔体相对运动是凝固过程中晶粒细化的主要原因. 最优的电磁搅拌条件: 转速1200 r/min, 磁场强度为0.08 T, 磁场持续加载25 s. 在一定的转速和磁场强度条件下电磁离心铸造的温度场和凝固时的温度梯度对凝固组织有重要的的影响. 合金液的外层, 温度梯度达到最大值, 铸件的温度下降得快, 容易形成细小的等轴晶.

用喷射铸造法制备了CuCr25触头合金, 研究了工艺参数(雾化压力和沉积距离)对合金组织形态和性能的影响. 结果表明: 采用优化的工艺参数和锻造过程制备出的CuCr25合金致密、组织良好, 合金中Cr粒子平均直径为5-10μm, 且均匀、弥散地分布于铜基体中. 细小的Cr粒子提高了合金作为电触头材料的性能. 经800℃锻压后, 材料的密度>8.4 g/cm3, 电导率为28.5×106Ω-1•m-1, 硬度为108 HB.

分析了掺30%石灰石粉砂浆与纯水泥砂浆在(51)℃的2% MgSO4 溶液中浸泡不同时间后试件表面层的矿物成分变化与微观结构, 研究了强度与外观的变化. 结果表明: 掺入石灰石粉使水泥水化产物中的单硫型水化硫铝酸钙转变为稳定的单碳水化铝酸钙, 物理填充作用使水泥石结构更加致密, 因而在短期的低温硫酸盐侵蚀环境下掺石灰石粉砂浆比纯水泥砂浆表现出更好的耐腐蚀性. 在经受低温硫酸盐侵蚀后纯水泥砂浆生成大量的石膏和钙矾石, 而掺石灰石粉砂浆在经受同条件210 d侵蚀后的腐蚀产物中除了石膏、钙矾石外, 还有少量的硅灰石膏生成, 表明水泥石中的CSH凝胶体也受到侵蚀.

应用模压工艺制备了质子交换膜燃料电池(PEMFC)用石墨/聚丙烯树脂复合板, 研究了接触压力、聚丙烯树脂含量、熔融流体指数(MFI)和模压工艺条件对复合板与碳纸间接触电阻的影响. 结果表明, 复合板中石墨与碳纸间所形成的接触点数目是决定接触电阻大小的重要因素. 接触压力的增大使石墨与碳纸间接触点的数目增大, 导致接触电阻减小. 而随着聚丙烯树脂含量的增加, 接触电阻增大. 随着MFI值的增大, 模压压力的增大和模压温度的升高, 接触电阻都缓慢增大.

研究了用电沉积方法制备的纳米Ni和Ni/SiCp纳米复合材料的超塑特性, 在试验温度410℃和450℃, 应变速率为8.3 x 10-4 s-1-5 x 10-2 s-1的条件下, 纳米Ni和Ni/SiCp纳米复合材料均表现出超塑性. 当温度为450℃、应变速率为1.67 x 10-2 s-1时, 在Ni/SiCp中获得最大延伸率为836%; 在同样的温度下应变速率为1.67 x 10-3 s-1时纳米Ni获得最大延伸率为550%. 对超塑性变形后组织的分析表明, 晶界滑移是主要变形机制, 晶粒长大至亚微米/微米量级后, 变形机制是位错协调晶界滑移和位错滑移塑性.

采用水解聚丙烯腈(HPAN)和大豆分离蛋白(SPI)的共混水溶液复合得到纺丝原液, 用自制纺丝设备挤到含一定量戊二醛和浓硫酸的饱和Na2SO4水溶液的凝固浴中, 交联成型、拉伸干燥得到HPAN/SPI响应性水凝胶纤维, 研究了电刺激性能. 结果表明, 在电解质溶液中非接触直流电场作用下, HPAN/SPI水凝胶纤维具有电流刺激-响应性, 表现为凝胶纤维弯曲现象. 随着凝胶网络中-COOH含量的增加, 纤维的弯曲度成阶段性增加, 较高的聚丙烯腈含量使这种变化更为明显. HPAN/SPI水凝胶交联度、离子强度和pH的变化使得弯曲先增大后减少. 在非直流电场的作用下, 在wPAN=0.6, Na2SO4浓度为0.10 mol/L, pH=11水溶液中, 电场强度为20 V时凝胶纤维的弯曲率达到极大值. 该比例的HPAN/SPI凝胶纤维在Shiga凝胶弯曲理论中的Y取极大值.

利用静电式粉尘加速器模拟空间微米级陨石粒子, 研究了不同撞击速度下航天器外表面ZrO2涂层的损伤形式. 结果表明, ZrO2热控涂层在空间微陨石的撞击下, 涂层表面形成砂蚀损伤, 导致光学性能发生变化. 热控涂层表面破坏程度及形式与碰撞速度有关, ZrO2涂层表面砂蚀损伤是导致涂层光学性能变化的原因. ZrO2涂层吸收发射比由碰撞前的0.23变为碰撞后的0.75, 涂层性质由太阳吸收体向绝对反射体转变.