根据挤压镁合金AZ80人工时效热处理(T5-177℃，16h)前后分别在空气和NaCl介质中的疲劳寿命，研究了变形镁合金的腐蚀疲劳机理以及β相在腐蚀疲劳中的作用。结果表明：时效可导致AZ80组织β相体积分数增加、拉伸强度和硬度提高，对空气中疲劳寿命和腐蚀介质中高应力水平的腐蚀疲劳寿命影响不大，但却可明显地提高在低应力水平的腐蚀疲劳寿命。在空气中，疲劳裂纹萌生于表层和亚表面中的夹杂物；而在腐蚀介质中，腐蚀疲劳裂纹萌生于试样表面的腐蚀坑，它们产生微裂纹，这些微裂纹合并形成一个或多个主裂纹。点蚀坑萌生于与β相相邻的α相。疲劳断口可见河流花样、二次裂纹、韧窝，具有解理特征。阳极溶解是挤压镁合金AZ80的腐蚀疲劳机制。

研究了静磁场和梯度磁场的强度和方向对Al--15.7\%Si合金宏观和微观凝固组织的影响. 结果表明, 在不同的磁场条件下, 从过共晶合金中析出的初晶硅粒的分布状况和共晶硅的形态和 密度有显著不同. 通过改变磁感应强度和磁场梯度的大小和 方向可有效控制初晶硅的分布; 合理控制强磁场的操作参数可达到细化铝硅共晶体的目的. 强磁场的磁化力和洛伦兹力通过控制初晶硅颗粒迁移行为来改变其在合金基体中的分布状态, 通过影响凝固过程中的对流现象改变合金的凝固组织.

研究了烧结钕铁硼永磁材料的粉末流动性及添加润滑剂对粉末流动性与磁体取向度和 磁性能的影响. 结果表明: 影响松装状态磁粉流动性的主要因素是粉末颗粒团聚, 影响密实磁粉流动性的主要因素是颗粒间的摩擦力. 添加适量的润滑剂可以防止粉末颗粒团聚、明显地减小摩擦力, 改善粉末流动性, 提高磁体的取向度、剩磁与磁能积. 采用添加润滑剂和橡皮模等静压制成型工艺, 批量生产的烧结钕铁硼磁体性能达到: $B_{\rm r}$=1.457 T, $_{\rm j}H_{\rm c}$=1148 kA/m(14.43 kOe), $(BH)_{\rm max}$=408 kJ/m$^{3}$(51.3 MGOe).

采用等离子体源离子注入和电子回旋共振--微波等离子体辅助化学气相沉积技术相结合的 方法在Si衬底上制备出了性能良好的类金刚石膜. 通过共聚焦Raman光谱验证了薄膜的类金刚石特性, 用原子力显微镜、 微摩擦计和扫描电镜等对薄膜的表面形貌、摩擦系数和耐磨损性能进行了表征和测量. 结果表明, 用离子注入法制备过渡层大大提高了DLC膜与衬底的结合强度, 薄膜的表面比较光滑, 粗糙度大约为0.198 nm, 具有较低的摩擦系数(0.1$\sim$0.15), 具有较好的耐磨损性能.

用有限元方法分析了铅酸蓄电池用三维网络碳化硅板栅和极板内电流的分布. 结果表明, 与常规板栅相比, 三维网络碳化硅板栅与极板内电流分布比较均匀. 极耳的形状和位置对板栅和极板内电流分布的影响很大, 当极耳具有夹心结构时, 电流分布的均匀性有非常明显的改善, 尤其是在厚度方向具有类似三明治的极耳夹心结构时, 板栅和极板内的电流分布极为均匀, 且电流的数值比较小.

对加Nd的AM50镁合金铸态试样进行固溶处理(420℃/12 h), 研究了Nd对其显微组织、力学性能和抗高温蠕变性能的影响. 结果表明:Nd的加入细化了晶粒, 导致AM50合金室温力学性能的提高.Nd在AM50合金中形成了Al$_{11}$Nd$_{3}$高温稳定相,Al$_{11}$Nd$_{3}$的存在使加Nd的AM50合金在200℃的稳态蠕变率及高温(150℃)力学性能大幅度提高.

用挤压铸造法制备了三维网络SiC/Cu金属基复合材料, 研究了铸造压力、网络SiC骨架预热温度、 浇注温度等工艺条件对复合材料凝固显微组织的影响. 结果表明, 三维网络SiC陶瓷骨架在晶体生长和结晶过程中有重要作用, 在一定条件下在网孔内可形成垂直于骨架表面的枝晶网络, 或形成粒度细小且分布均匀的等轴晶组织; 骨架的孔径对显微组织的影响也很大, 细小的孔径有利于晶粒细化和组织均匀化, 粗大的孔径助长宏观偏析和铅的偏聚. 骨架减轻了复合材料中锡的反常偏析, 使锡的偏析主要发生在骨架表面附近的微小区域, 从而避免了在铸件表层的集中偏析.

研究了用真空分层蒸镀法获得的金属/有机双层膜(Ag--TCNQ)中的层间扩散行为.根据Cu、Ag在与TCNQ形成络合物时表现出的相似性, 建立了异质元素标志法, 以Cu为标志元素,研究了金属有机络合物Ag--TCNQ形成过程中Ag扩散的微观机制.使用二次离子质谱(SIMS)分析了Cu、Ag元素在不同样品膜中的浓度分布及变化情况.结果表明, 不同于纯金属薄膜中Cu、Ag清晰的界面, 在络合物中的Cu与Ag之间存在交叉,说明两种离子之间存在着交换现象. 由此可以推断,薄膜中的扩散机制是Ag离子在Ag--TCNQ络合物中的换位扩散.

用具有三维连通网状结构的导电SiC泡沫陶瓷作为净化柴油车尾气中CO和HC的催化剂载体. 模拟计算了气体通过泡沫陶瓷的过程, 研究了电功率、 脉冲占空比对模拟柴油机排气中HC和CO转化效率的影响和电加热时催化剂的起燃温度特性. 结果表明: 导电SiC泡沫陶瓷的三维结构能增加尾气与催化剂的接触几率, 电加热能有效地提高反应气体的温度, 从而提高了排气较低温度下HC和CO的转化效率. 脉冲电流比连续电流使导电SiC泡沫陶瓷具有更强的电加热能力, 并且加热能力随着脉冲占空比的减小而增强.

用直流等离子体增强化学气相沉积(PCVD)方法在不锈钢基体上制备了Ti--Si--N硬质纳米复合薄膜, 研究了Si含量对薄膜硬度的影响及高温退火对薄膜晶粒尺寸及其硬度的影响. 结果表明: 薄膜的硬度随着Si含量的增加有先增大后减小的趋势, 最大硬度可达70 GPa以上. 薄膜表现出了较高的热稳定性能, 对于晶粒尺寸在4 nm以下的薄膜, Ti--Si--N薄膜的纳米结构和硬度可以维持在1000℃以上. 沉积态薄膜的晶粒尺寸是影响薄膜再结晶温度的主要因素. 薄膜的高热稳定性是由于沉积过程中发生的自发调幅分解形成了纳米复合结构, 偏析使得纳米晶晶界具有强的热力学稳定性.

基于晶体塑性变形的滑移机理和微观硬化机制, 建立了相应的运动学描述和基于率无关的晶体本构方程. 将“连续积分方法”首次应用到大变形弹塑性有限元分析中, 使得晶体塑性模型能够区分出不同滑移系上分解剪切应力及相应产生的剪切应变, 更好地反映金属材料塑性变形的微观特性. 将取向空间中的晶体取向分配给各个单元的积分点, 对具有不同初始织构的板材进行模拟, 预测制耳的大小和方位. 单一的\{100\}$\langle$001$\rangle$织构将形成0$^{\circ}$/90$^{\circ}$方位的制耳, \{123\}$\langle$634$\rangle$织构则形成45$^{\circ}$方位的制耳; 铝板经过退火处理后, 由于多种织构组分的相互制衡, 冲杯不具有明显的制耳现象.

在基体合金AM50中分别加入Si和Ca, 研究了Si和Ca对AM50--xSi合金的微观组织、 力学性能及蠕变性能的影响. 结果表明:　加入Si后, 合金高温蠕变性能随Si量的增加而增加并超过了AS41的水平；　 在AM50--$x$Si中加入微量Ca以后, 合金中的Mg$_{2}$Si相得到细化, 从汉字状转变成颗粒状, 室温及150℃拉伸性能明显提高.

研究了镀铅泡沫碳化硅集流体的结构对铅酸蓄电池极板的设计参数、正极活性物质利用率的影响. 镀铅泡沫碳化硅集流体明显降低了集流体的表观密度和阳极板的$\gamma$参数, 显著提高了活性物质的利用率, 延长了电池的循环寿命. 集流体的“三明治”结构改善了极板内的电流分布, 降低了电压降, 明显提高了铅酸蓄电池活性物质的利用率和大电流放电的能力.

将陶瓷纤维纸用水玻璃和铝盐溶液等浸渍制备出新型Al$^{3+}$掺杂硅胶吸附材料, 研究了Al$^{3+}$ 掺杂对硅胶吸附材料性能的影响. 傅立叶变换红外谱、扫描电子显微镜及X射线能谱(SEM--EDS)揭示吸附材料中掺杂 Al$^{3+}$的存在及其含量; 多孔介质孔隙分析显示, 一定程度的Al$^{3+}$掺杂可提高材料的比表面积和孔容, 影响其孔径结构及分布, 增加活性吸附位, 从而提高了材料的吸附性能, 在材料表面形成的Al--O--Si键增强了材料表面孔道骨架支撑力, 提高了表面导热性, 使其耐热性能、耐破指数和裂断长显著提高.

采用分子动力学(MD)与量子力学(QM)相结合的方法, 模拟了C$_{n}$($n$=20、60、80、180) 富勒稀分子, 以及$M$@C$_{60}$($M$=Na、Fe、Al)内嵌金属原子富勒稀分子的对径压缩过程, 获得了各种富勒稀分子的系统能量--变形曲线、载荷--变形曲线、最大承受载荷、 失效应变以及压缩刚度等压缩力学性能数据. 根据模拟的结果, 分析了具有不同幻数$n$、 不同内嵌金属原子的富勒稀分子压缩力学特性的差异. 研究表明, 碳富勒稀分子具有出色的压缩力学性能; 幻数$n$较大的富勒稀分子的最大承受载荷和压缩刚度较大, 但失效应变较小; 与未填充碳富勒稀分子相比, 内嵌金属原子富勒稀分子具有更好的承载能力.

采用液相包裹法由NiC$_{2}$O$_{4}\cdot$2H$_{2}$O/BaTiO$_{3}$前躯体热分解制得 Ni/PTC陶瓷复合材料, 并对其结构和性能进行了表征. Ni/PTC陶瓷复合材料具有多孔性结构和较好的分散性, Ni主要以微细金属颗粒的形式分布于晶界和孔隙中; 在Ni/PTC陶瓷复合材料中氧化Ni导致室温电阻率增大, 对PTC效应产生消极影响; 采用石墨扣烧的方法能避免金属Ni氧化, 制得的Ni/PTC陶瓷复合材料具有非常低的室温电阻率, 但几乎失去了PTC效应, 在烧成后热处理过程中晶界氧的吸附可使其恢复PTC效应; Ni/PTC陶瓷复合材料结构的多孔性和金属Ni的充分分散有利于PTC效应的恢复.

根据“表观总应变能达到一个临界值时材料开始屈服”这一概念, 研究和建立了多孔材料轧制塑性变形屈服准则, 根据“多孔材料变形时质量不变”原理建立了轧制变形过程中高向变形与相对密度、 高向变形与纵向变形、泊松比与相对密度的关系. 理论预测与用喷射沉积制备的FVS0812耐热铝合金多孔材料的轧制结果符合得较好; 建立了多孔材料轧制变形相对密度与高向应力的关系, 提高多孔材料所处的压应力状态可以加速材料的致密化速度, 改善多孔材料的轧制成形性能.

用Z扫描方法测量了金属团簇化合物W$_{2}$Ag$_{4}$S$_{8}$(dppf)$_{2}$ 的非线性光学响应, 发现团簇W$_{2}$Ag$_{4}$S$_{8}$(dppf)$_{2}$具有显著的反饱和吸收和自聚焦等非线性光学性质. 应用激发态理论分析了团簇W$_{2}$Ag$_{4}$S$_{8}$(dppf)$_{2}$ 的非线性吸收和非线性折射, 结果与实验数据一致. 通过数值模拟获得激发态和 基态吸收截面比值$K_{\rm a}$及非线性折射度比值$K_{\rm r}$, 阐述了$K_{\rm a}$和$K_{\rm r}$的物理意义. 确定了团簇W$_{2}$Ag$_{4}$S$_{8}$(dppf)$_{2}$的三阶极化率$\chi^{(3)}$. 团簇化合物W$_{2}$Ag$_{4}$S$_{8}$(dppf)$_{2}$ 对脉宽为纳秒的激发脉冲限幅效果比较好.