对直径为16.4 mm的超高强TC10合金棒材进行不同变形量的拉拔后进行退火和固溶时效处理，使用FEI Inspect F50扫描电子显微镜、电子背散射衍射(EBSD)和HKL-Channel5软件表征其组织和性能，研究了拉拔变形量对其显微组织、织构和力学性能的影响。结果表明：随着拉拔变形量的提高合金中的α晶粒沿拉拔方向拉长并形成<\mathrm{10}\overline{\mathrm{1}}\mathrm{0}>丝织构，晶粒细化和加工硬化使合金的强度提高但其塑性降低。退火后发生回复再结晶使合金中的<\mathrm{10}\overline{\mathrm{1}}\mathrm{0}>织构先增强后减弱，合金的强度比拉拔态略降但是塑性提高。固溶时效使合金中析出细小的针状次生α相，使合金的强度进一步提高但是塑性降低。拉拔变形量为59.0%的固溶时效态合金的综合性能较高：抗拉强度为1402 MPa，延伸率为11.0%。研究结果为选择用TC10合金棒材制造紧固件的拉拔工艺参数提供了依据。

用粉末冶金热等静压成形工艺在940 ℃/120 MPa条件下经3 h制备了TC11钛合金工件，并在500 ℃长期热暴露400 h后测定其高温(500 ℃)拉伸性能，使用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射以及透射电子显微镜等手段对其表征，研究了这种合金的显微组织的演化、力学性能及其机制。结果表明，所制备的TC11合金具有良好的组织稳定性，热暴露后等轴α等效直径和层片α厚度分别为3.7 μm和2.5 μm，在500 ℃热暴露后，所制备TC11合金的拉伸性能呈现一定的提高，若在更高温度热暴露，其强度则降低。晶粒尺寸的变化和α₂相和硅化物的析出对合金的性能有显著的影响。基于热暴露过程中合金显微组织的演化，提出了Hall-Petch关系参数变化的可能途径。

为改善Ti₂AlNb合金薄板拉伸性能的各向异性，本文采用换向轧制工艺制备了实验薄板，并研究了热处理对其微观组织、织构和拉伸性能的影响，揭示了板材沿厚度方向分层织构的形成机制。结果表明，薄板的微观组织由B2相基体、多种形态的O相以及少量的等轴α₂相组成。B2相的{001}<110>旋转立方织构和{111}<uvw>织构沿厚度方向交替分布；α₂相呈现典型的T型织构；受取向关系遗传影响，O相的取向分布以[100]//ND和[001]//TD为特征。这种分层结构的形成源于多道次轧制过程中表层剪切应变和心部压缩应变的不均匀累积。室温下，固溶态板材表现出显著的拉伸各向异性，横向(TD)拉伸强度明显高于纵向(RD)拉伸强度。其主要原因是沿TD方向加载时α₂相的T型织构使柱面<a>滑移系更难启动，且轧向长板条组织对TD方向的位错运动产生了更强的几何阻碍。时效热处理不仅诱发了弥散分布的二次针状O相析出，提高组织均匀性，还通过增强α₂相的R型织构弱化了柱面<a>滑移的方向依赖性。这两种效应的协同作用，使板材拉伸性能的各向异性显著降低。

将轧制态和轧制+拉拔态Ti55531合金棒材进行固溶时效处理，用配有EDAX系统的Verios 5UC场发射扫描电子显微镜(SEM)、TES-105D电子万能实验机、Instron 8874液压疲劳实验机、电子背散射衍射(EBSD)和Image Pro-Plus软件等手段表征其显微组织、织构特征和断裂韧性，研究了热加工对其断裂韧性的影响和变形工艺影响裂纹扩展路径的机制。结果表明：热变形使这种棒材的组织细化、均匀化和使其中的初生α相显著细化。轧制+拉拔变形使棒材中形成较强的β相<110>和α相<0001>纤维织构。与ϕ61 mm轧棒相比，ϕ12 mm棒材在保持一定强度的同时塑韧性提高了。用轧制+拉拔制备的ϕ12 mm棒材强韧性匹配最优，其断裂韧性达到34.63 MPa·m^1/2，比纯轧制的ϕ61和ϕ12 mm棒材分别提高43.5%和19.7%。轧制+拉拔态棒材试样中的强织构诱发了显著的裂纹偏折从而实现了几何增韧。

以三种不同力学特性的晶格结构作为基本单元、用渗流铸造工艺一体化制备一种具有不同杂化晶格结构的新型铝基互穿复合材料并表征其力学行为，研究了这种材料的力学性能、变形模式和应力响应。结果表明，这种复合材料结合了有序多孔铝和无序泡沫铝的优异性能，保持了结构轻质特性和稳定应力响应，使其压缩强度和能量吸收能力显著提高。与组成复合材料的单一组元的力学性能总和相比，这种复合材料的压缩强度提高了58.90%，能量吸收提高了287.67%。

分别在面外取向为(001)和(111)的单晶硅基底磁控溅射Ni5Pt合金薄膜，根据动力学标度理论量化研究了基底温度、溅射时间和基底取向对薄膜表面的粗糙度和微观结构的影响，并揭示了薄膜开裂失效的微观机理。结果表明，磁控溅射Ni5Pt合金薄膜的生长模式为层-岛状(SK)生长，其表面粗糙度随沉积时间的延长和基底温度的降低而提高，且与基面的晶体取向有关。给出了制备性能优异Ni5Pt薄膜的工艺参数。基于残余应力超过断裂强度的薄膜的断裂判据，得到了沉积态Ni5Pt薄膜开裂的基底“工程近似”临界厚度和对应的临界沉积时间。

连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_f/SiC)中，界面相通常对载荷传递、界面解离及纤维保护起着关键作用，进而决定了复合材料的力学性能、热力学稳定性及耐腐蚀性。针对热解碳和六方氮化硼等传统界面相高温水蒸气氧化性能较差的瓶颈，本研究聚焦B-N-Si新型界面相。采用高通量组合材料芯片制备及表征技术，系统研究了Si含量对其结构、力学性能以及抗高温水蒸气氧化性能的影响。结果表明，在室温沉积的B-N-Si薄膜均为非晶结构，且掺杂的硅原子倾向于取代硼原子形成Si-N键。Si含量(原子分数)为7.57%~19.66%的薄膜均满足裂纹偏转的力学判据，具有理想的增韧潜力；Si含量高于11.76%的薄膜在900 ℃、90%H₂O-10%O₂条件下因氧化生成B₂O₃‧SiO₂玻璃相而膨胀，具有优异的自愈合能力和抗氧化性能。

将KH-550 (3-氨丙基三乙氧基硅烷)和KH-560 (3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)按1∶1混合水解成有机组分，使KOH/NaOH与SiO₂反应生成无机组分K₂SiO₃/Na₂SiO₃溶液(并改变较优硅酸盐含量调整无机组分模数)，将有机组分与无机组分按9∶1~1∶9复配成一种有机-无机转化液并将镀锌紧固件浸入其中，转化液粘附在紧固件的表面固化后形成有机-无机转化膜。使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、铅笔硬度测试、极化曲线测试等手段表征其形貌、成分、机械性能和耐蚀性能。结果表明：M₃(9∶1)转化膜表面清洁完整，机械性能良好、耐腐蚀性能优异。膜层结构致密均匀与基体结合紧密，具有优异的物理屏蔽性能。