对第一代单晶高温合金DD413进行标准热处理、热等静压、涂层热以及钎焊热工艺处理，然后在760 ℃/790 MPa和980 ℃/248 MPa条件下测试其蠕变性能，研究了不同热工艺对合金蠕变性能的影响。结果表明:不同的热工艺都显著影响DD413合金的微观组织和蠕变性能。热等静压后这种合金中的γʹ相和基体通道的尺寸减小，γʹ相的体积分数有所提高并且消除了合金中的显微孔洞，使合金的蠕变性能大幅度提高。涂层热工艺使合金中的γʹ相和基体通道粗化，γʹ相的体积分数和其在高温低应力下的形筏速度降低，不利于合金的中高温蠕变性能。钎焊热工艺不仅使合金中的γ′相粗化还破坏了γ′相立方度，因此合金的蠕变性能显著降低。

研究了热等静压态镍基高温合金的高温氧化动力学、氧影响区的特征、相组成、微观形貌和元素分布，总结了高温氧化特征和内氧化物的生成过程。结果表明，这种热等静压态高温合金在950 ℃的氧化属于完全抗氧化级别，其氧化动力学曲线和氧影响区深度的变化曲线都符合抛物线变化规律。在氧化初期，合金基体中的Ti、Al离子沿原始颗粒边界(PPB)向表面快速扩散并生成连续的Cr₂O₃、TiO₂和Al₂O₃混合氧化层，而氧原子沿PPB向内扩散与第二相发生原位氧化反应生成颗粒状内氧化物Al₂O₃。氧化24h后合金表面的氧化层由最外部的TiO₂、Al₂O₃混合氧化层和底部的Cr₂O₃氧化层组成，在贫铬区出现连续的内氧化物TiO₂和Al₂O₃。在氧化后期(氧化时间超过100 h)合金表面氧化层中最外部的TiO₂氧化层脱落，贫铬区中的内氧化物TiO₂和Al₂O₃呈连续树根状分布。

用氩气等离子体处理芳Ⅲ纤维的表面，将处理前后的芳Ⅲ纤维和环氧树脂制备单丝复合材料。使用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)、原子力显微镜(AFM)、动态接触角分析(DCAA)、单丝拉伸强度以及微滴脱粘测试等手段对其表征，研究了氩气等离子体处理对纤维表面的元素组成、表面形貌、表面浸润性能、单丝拉伸强度以及复合材料界面强度的影响，并使用Materials Studio (MS)软件计算了纤维的结构解离能。结果表明，等离子体处理5~30 min在纤维表面引入了新的基团(―C―O―、O＝C―O、―NH₂)、纤维表面的粗糙度由134 nm提高到214 nm、纤维表面的浸润性能由46.14 mJ/m²提高到68.52 mJ/m²、纤维表面形貌出现凹凸不平并随着处理时间的延长呈现周期性变化；随着等离子体处理时间的延长，纤维的单丝拉伸强度缓慢降低，用等离子体处理10 min的芳纶Ⅲ/环氧的界面剪切强度(IFSS)由28.51 MPa提高到38.02 MPa。

对一种典型的γʹ沉淀强化钴基高温合金进行热处理并表征其组织，研究了热处理对这种合金的组织和室温、高温拉伸性能的影响。结果表明：这种合金的铸态组织由γ基体、γʹ相、MC碳化物、γ/γʹ共晶及M₃B₂硼化物组成；固溶和时效热处理后合金中的γ/γʹ共晶消失，M₃B₂硼化物回溶，基体中析出尺寸均匀的γʹ相；与铸态相比，热处理态合金的室温拉伸强度降低，但是其塑性略有提高。热处理态合金950 ℃的强度和塑性均有一定的提高；铸态和热处理态合金的室温拉伸均呈解离断裂特征，高温拉伸断裂机制均为微孔聚集型的韧性断裂。

316不锈钢因其优异的耐蚀和加工性能而得到广泛应用，但其宽泛的成分范围会导致性能波动。本文首先将置换型固溶合金化元素归类为稳定铁素体的类Cr元素(Cr, Si, Mo)和稳定奥氏体的类Ni元素(Ni, Mn)。进而引入“团簇加连接原子”模型，给出该不锈钢的16原子成分单元，由此将现有国标成分区间解析成五个16原子成分式，分别对应于两类元素的上下限(Cr, Si, Mo)_{3.0625, 3.5}-(Ni, Mn)_{1.75, 2.25}-Fe_bal和中值(Cr, Si, Mo)_3.25-(Ni, Mn)₂-Fe_bal。采用氩气保护电弧炉熔炼，用真空箱式炉实施均匀化处理(1150 ℃/2 h，炉冷)，冷轧至5 mm薄片(变形量约50%)，再实施固溶处理(1050 ℃/0.5 h，水淬)。类Ni元素含量最低的Ni_1.75合金组织中出现铁素体相，对应的质量百分比成分区间为(21.2~18.5) (Cr, Si, Mo)-11.4(Ni, Mn)-Fe；其它三个样品均为单一奥氏体相。经固溶后，平均维氏硬度约为160，最高为174，均满足国标要求(低于200)。在质量分数为3.5% NaCl溶液中的电化学腐蚀实验结果表明，类Cr元素含量最高的Cr_3.5-Ni_2.25-Fe_bal合金(Fe-17.8Cr-0.6Si-2.7Mo-14.0Ni-0.8Mn-0.021C)体现出最强的耐蚀性能，成分式中类Ni元素原子个数在2以上的合金也表现出较强的耐蚀性，对应的质量百分比成分区间为(18.4~21.1) (Cr, Si, Mo)-(14.7~13.0) (Ni, Mn)-Fe。类Cr元素含量高的合金点蚀电位(0.211 V)也高。综上，Cr_3.25-Ni₂-Fe_bal(Fe-16.7Cr-0.4Si-2.7Mo-11.9Ni-1.2Mn-0.021C)既能形成单相奥氏体，又具有满足标准要求的维氏硬度(~160HV)，并且其耐蚀性也在高的水平(自腐蚀电位-0.082 V、腐蚀电流密度1.83 × 10^-6 A·cm^-2、耐点蚀当量25.6、点蚀电位0.19 V)，合金化元素含量适中，是最佳合金。

测试TC10钛合金棒材轧态和退火态的室温拉伸性能，使用透射电子显微镜和扫描电子显微镜等手段分析合金元素的分布和显微组织，研究了Fe和Cu的含量对其力学性能的影响。结果表明：随着Fe和Cu含量的提高，TC10合金轧态和退火态的屈服强度和抗拉强度随之提高，但是延伸率和断面收缩率变化不明显。在固溶时效态TC10合金中Ti元素在β_t和α_p均匀分布，Al元素在晶界较少，V、Fe和Cu元素在β_t中的晶界较多。随着固溶温度的提高Fe、Cu含量相同的合金其屈服强度和抗拉强度提高，而延伸率和断面收缩率降低。固溶温度相同的合金，其屈服强度和抗拉强度随着Fe、Cu含量的提高而提高，延伸率和断面收缩率降低。合金的固溶温度越高，Fe、Cu元素含量对其对强度和塑性的影响越显著。Fe和Cu含量(质量分数)均为0.65%的合金在900 ℃固溶后其综合力学性能较优，屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率分别为1392 ± 3 MPa、1435.5 ± 0.5 MPa、(8 ± 1)%和(21.5 ± 1.5)%。

对7Cr7Mo2V2Si钢表面进行离子渗氮，研究了渗氮后的扩散处理对其微观组织、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明，在520 ℃对7Cr7Mo2V2Si钢表面渗氮后，渗层的深度约为186 μm，沿渗氮表层的晶界析出了较多的脉状组织。在550 ℃扩散处理使7Cr7Mo2V2Si钢渗氮层的脉状组织减少、渗氮层的深度增加。扩散处理10、20和30 h，渗氮层的深度分别提高了15.59%、24.73%和36.02%。高温扩散处理后，在钢中产生了回火马氏体组织。回火马氏体组织能阻止晶粒的滑移和塑性变形，使钢的强度和韧性提高。未渗氮试样的平均硬度为674.8HV，离子渗氮处理后试样的最高硬度为1276.4HV。离子渗氮使7Cr7Mo2V2Si钢的耐磨性能显著提高。未渗氮的试样其磨损表面产生了较多犁沟和剥落坑，离子渗氮使磨损程度降低、犁沟变浅和剥落坑减少。与未渗氮的7Cr7Mo2V2Si钢相比，在520 ℃离子渗氮使磨损量降低了59.48%，摩擦系数降低了26.63%。在520 ℃离子渗氮后再进行不同时间的扩散处理，使7Cr7Mo2V2Si钢的硬度和耐磨性降低但是表面硬度仍比未渗氮的高。与只渗氮的试样相比，扩散处理30 h后表面最高硬度由1276.4HV降低到881.5HV，平均摩擦系数从0.4731提高到0.5939，磨损量从4.7 mg增加到9.3 mg。

用高温煅烧法制备α-Fe₂O₃/TiO₂新型复合材料并使用X射线衍射仪等手段对其表征，研究了在高压汞灯照射下其对苯酚的光催化降解性能。结果表明：这种复合材料中的纳米α-Fe₂O₃/TiO₂附着在纳米TiO₂上形成异质结构，使其可见光吸收区间明显变宽，带隙变窄(2.02~1.81 eV)。这种复合材料的比表面积和孔径体积(为66.4725 m²/g和0.3213 m³/g)，远高于单一催化剂，光催化性能优于α-Fe₂O₃。在α-Fe₂O₃和TiO₂复合质量比例为1∶10、复合材料投加量为0.6 g/L、苯酚浓度为20 mg/L、pH = 8、光照时间为120 min的条件下，苯酚的降解效率可达94.79%，远高于单一材料的性能。