调控高速列车车轴DZ2钢的回火温度，对其进行拉伸实验和常、低温冲击试验并观察和分析其微观组织的，研究了这种钢的强韧性关系和低温脆性。结果表明：随着回火温度从430℃提高到700℃，DZ2钢的抗拉强度从1357 MPa降低到761 MPa，断后延伸率从11.7%提高到28.4%，室温冲击功从34.3 J提高到98.7 J，低温冲击功从24 J提高到90.3 J。这表明，回火温度降低对其冲击功的影响逐渐减弱，低温冲击功下降最低只有8%，其原因是碳化物的球化改变了微观变形行为。在满足室温力学性能标准的情况下，调整回火温度可改善这种钢的低温冲击韧性。

将水热法和电沉积相结合制备WO₃/Pt复合薄膜并表征其组成、微结构和性能，将其作为阴极制做了WO₃/Pt-NiO电致变色器件并测试其性能。结果表明，WO₃/Pt-NiO电致变色器件具有较为迅速的时间响应 (着色/褪色的为29.62/18.84 s)和适当的光调制范围(630 nm处为47%)。这种WO₃/Pt-NiO电致变色器件，具有大光调制、高着色效率和高开关速度等性能。

用超声震荡法合成不同形貌的石墨烯负载Zn-BTC金属有机骨架材料，并将其用做电极组装超级电容器。用TG曲线、SEM观察、XRD谱、Brunauer-Emmett-Teller模型和Raman谱等手段表征材料的结构、形貌和电化学性能，使用电化学工作站和三电极体系测试了超级电容样品的电化学性能。结果表明，合成的一维棒状Zn-BTC均匀锚定在褶皱的石墨烯纳米片层上，其比电容为182.4 C·g^-1 (1 A·g^-1)，优于石墨烯负载的二维片状Zn-BTC (139.3 C·g^-1)、石墨烯(97.9 C·g^-1)和一维棒状Zn-BTC (62.8 C·g^-1)。使用石墨烯负载的一维棒状Zn-BTC组装的对称超级电容器，在电流密度为1 A·g^-1、比容量为57.7 F·g^-1、功率密度为1390 W·kg^-1条件下的最大能量密度为1.99 Wh·kg^-1，经过2000次充放电循环后其比容量保持率为90.3%。

基于贻贝仿生粘合剂多巴胺(Dopamine，DA)和聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine，PEI)共沉积制备了阳离子交换膜并使用红外光谱仪、扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计等手段表征其性能，研究了DA与PEI浓度比对改性膜性能的影响。结果表明，随着PEI浓度的提高改性膜的选择透过性和膜电阻呈先增加后降低趋势，而改性膜的氧化百分比呈先下降后提高的趋势。DA与PEI浓度比为1∶1的改性膜其氧化百分比和膜电阻较低，含水率和离子交换容量分别为48.68%和2.49 mmol/g，选择透过性高达97.8%，比原膜提高了8.08%。

将H13钢在ADC12铝液(670~730℃)中热循环(1000~10000 cycles)实验，研究其微观组织的演变和硬度的变化，并基于固态相变动力学理论分析了硬度变化的定量模型。结果表明，在铝液中热循环H13钢发生软化。在热循环的前期基体的软化主要源于位错密度的降低，随着热循环次数的增加软化源于碳化物的粗化、马氏体板条块的宽化以及亚晶粒的长大。在不同的热循环期间，铝液温度的提高使基体的软化加快。依据固态相变动力学方程计算出H13钢的相变激活能为200.78 kJ/mol，与合金元素Cr、V以及Mo在铁素体中的扩散激活能相近。这表明，H13钢的软化速率取决于这些元素的扩散。

用二次发泡法制备不同SiC含量的SiC/Al复合泡沫铝前驱体，再将其在660℃~700℃发泡制备出SiC/Al复合泡沫铝，用EDS、SEM和超景深显微镜等手段对其表征，研究了SiC含量对前驱体致密度的影响、对在不同温度制备的ZL102复合泡沫铝合金的孔隙率、孔数、平均孔径和孔壁厚度的变化，以及黏度对其孔结构稳定性的影响及其机制。结果表明，提高SiC含量可提高前驱体的致密度。680℃是较为适宜的二次发泡温度。随着发泡温度的提高低黏度泡沫铝的平均孔径和孔壁厚度减小，而高黏度泡沫铝的平均孔径增大、孔壁厚度减小。高黏度泡沫铝的孔结构稳定，其孔隙率更高。

在碳化硼(B₄C)陶瓷中加入第二相Al₂O₃，研究其对B₄C陶瓷断裂韧性的影响和B₄C-Al₂O₃复合陶瓷的增韧机理。结果表明，在B₄C陶瓷中引入第二相Al₂O₃使B₄C陶瓷的断裂韧性提高。Al₂O₃加入量为40% (质量分数)的B₄C-Al₂O₃复合陶瓷，其断裂韧性达到最大值4.96 MPa·m^1/2。B₄C-Al₂O₃复合陶瓷的增韧机理是，在B₄C-Al₂O₃复合陶瓷中裂纹的扩展过程中Al₂O₃晶粒形成了解理结构。这种解理结构，延长了裂纹扩展的路径和消耗了部分裂纹扩展能。同时，Al₂O₃晶粒与B₄C晶粒之间因热膨胀失配而产生了残余应力。虽然B₄C晶粒内的压应力有利于抑制裂纹的扩展，但是B₄C晶粒与Al₂O₃晶粒的相界处产生的张应力在一定程度上弱化相界的结合而使部分裂纹在扩展过程中沿晶扩展出现偏转，从而使B₄C-Al₂O₃复合陶瓷的断裂韧性提高。

在650℃进行镍基铸造高温合金K4169的低周疲劳实验，使用SEM、TEM等手段表征合金变形前后的微观组织和断裂特征，研究了这种合金的高温低周疲劳行为。结果表明，这种合金的疲劳寿命随着应变的增大逐渐降低，应变为0.5%和0.6%时在循环前2~200周次内出现硬化现象，随后出现循环稳定和循环软化；应变为0.8%和1.0%时，合金出现连续的循环软化；初期的循环硬化与γ″强化相对位错运动的阻碍有关，而循环软化则归因于位错反复剪切γ″相。这种合金的塑性应变幅与疲劳失效反向数的Coffin-Manson方程表现出双线性关系。对微观变形结构的观察表明，这种合金在高应变和低应变下的循环变形模式均为位错剪切γ″相和滑移，且其在不同应变下的疲劳失效均表现为穿晶断裂。这种合金表现出双线性的原因可能是变形均匀性的转变，非Masing特性证明了这种转变。

以碳布为基体将室温原位生长、高温碳化处理与电沉积方法相结合，制备出具有高活性的铂@钴@氮碳(Pt@Co-N-C@CC)复合材料，研究了这种多层级复合催化阴极材料在海水介质中的电催化氧还原性能。结果表明，这种复合材料具有底层微孔Co-N-C、表层Pt纳米簇的多层次包覆结构，其中ZIF8/ZIF67混合碳化底层提供铂负载位点，有利于Pt纳米颗粒的附着生长，提高了Pt纳米颗粒的分散性。与商业Pt/C催化剂(-0.028 V和-0.401 V vs. Ag/AgCl)相比，Pt@Co-N-C@CC复合材料的氧还原性能较高，其氧还原起始电位和半波电位分别0.075 V和-0.156 V (vs. Ag/AgCl)；与Mg组装的电池，Pt@Co-N-C@CC在5 mA/cm²下的恒流放电电压高于0.8 V，最大功率密度达到7.6 mW/cm²。这种金属有机骨架ZIF8/67衍生的Co-N-C结构与纳米Pt复合，有利于提高Pt的催化活性和抗Cl^-毒化。