采用在超高压力下通电快速烧结新方法在不添加任何烧结助剂的条件下制备出相对密度为97.9%、晶粒尺寸小于1 μm的超细晶粒纯钨块体材料, 研究了细钨粉块体的致密化行为. 在超高压力下通电烧结过程中, 超高压力使烧结样品具有高密度, 而样品的力学性能则主要得益于通电烧结. 与“放电等离子体烧结”方法相比, 超高压力下通电烧结不但能更好的保持材料的原始晶粒尺寸, 还能进一步细化晶粒.

在由乙二醇、水、氟化铵组成的电解液中添加钼酸钠调节阳极附近的离子浓度, 制备出厚度大约为10微米的透明二氧化钛纳米管阵列薄膜. 所得二氧化钛是无定型结构, 在120℃水热处理可以将其转化成锐钛矿结构, 并保持薄膜的结构完整性. 该薄膜的透射率与其表面结构和晶体结构有关. 这种透明二氧化钛纳米管阵列薄膜可望应用于染料敏化太阳能电池.

用溶剂热法合成Yb³⁺、Er³⁺共掺的NaYF₄ 纳米上转换材料, 研究了去离子水、乙醇两种反应溶剂对材料性能的影响. 用X射线衍射光谱、扫描电镜和荧光光谱等测试手段对材料性能进行了对比分析. 结果表明: 以乙醇为溶剂并加入一定比例的EDTA, 所制备的上转换材料能发射较强的、可被太阳电池吸收的可见光.

对采用近液相线半连续铸造技术制备的AlSi7MgBe合金坯料进行半固态挤压成形, 通过组织与性能的分析, 研究了AlSi7MgBe合金的半固态挤压成形性. 结果表明: 用近液相线半连续铸造技术制备的AlSi7MgBe合金坯料具有均匀、细小的蔷薇状组织, 在575℃对其二次加热可获得稳定的、适合于半固态触变成形的球化组织, 进行半固态挤压成形可获得表面光洁, 组织细小、分布均匀的成形件, 在540℃固溶5 h然后175℃时效10 h处理, 其抗拉强度为325 MPa, 伸长率为14.6%, 表明具有良好的半固态挤压成形性.

采用熔盐电解法, 在700℃的NaCl--CaCl₂熔盐体系中直接电解固态金属氧化物制备钛铁合金化合物, 以固态Fe粉和TiO₂粉混合物为阴极, 石墨棒为阳极, 刚玉坩埚电解槽, 槽电压3.4 V. 结果表明, Fe粉和TiO₂粉被电解得到钛铁合金. 本文对Fe和TiO₂不同配比阴极进行了研究, 发现不同铁含量的阴极产物不同, 在前7 h内随着铁元素含量的增加电解反应速度提高.

在沉积温度为1080--1200℃、沉积总压力为10 kPa和气体滞留时间为0.01 s的条件下, 以天然气为碳源, 以氮气为载气, 使用新型ICVI工艺对预制体初始密度为0.43 g/cm$^{3}$(纤维体积分数25%)的2D针刺整体炭毡进行致密化, 在150 h内制备出表观密度为1.75 g/cm³的C/C复合材料. 用偏光显微镜和高分辨扫描电镜观察了热解碳基体的微观组织结构, 分析了三点弯曲试样的断口形貌. 结果表明: 制备的C/C复合材料具有粗糙层(RL)组织结构, 试样的弯曲强度为164.77 MPa、模量为21.34 GPa, 表现为阶梯式失效, 断裂行为呈现出明显的假塑性.

将铝板塑性加工成半球孔层金属结构薄层, 以此为基本单元按一定方式连接形成球形孔多孔金属, 研究了孔结构对球形孔多孔金属性能的影响. 结果表明, 平板层相连的球形孔结构, 使其强度高于同样条件下堆积的空心金属球结构. 这种新型球形孔多孔金属的强度较高, 能够有效地吸收能量, 铝板的厚度和孔隙率对其压缩和能量吸能性能有明显的影响.

对聚偏氟乙烯进行高温电极化处理以改善半晶聚合物的铁电性, 研究了其铁电极化值随着极化电场的连续非线性变化,
实现了结晶相中非铁电相向铁电相的转变. 用动力学平衡方法模拟了聚偏氟乙烯样品的电场极化相变过程, 结果表明:
聚偏氟乙烯中结晶区域的有效极化电场约为50 MV/m, 与铁电聚合物的矫顽电场吻合; 非晶无定型区域的等效电场与实验的相变开启电场接近, 并得到了理论与实验符合较好的结果, 从而证明动力学平衡方法模拟聚偏氟乙烯铁电相变的可行性.

将Mg和Mg--Ca合金进行热--自组装单分子膜表面改性, 并将其试样浸泡在SBF中和植入动物体内进行比较试验, 用LKII98B测试腐蚀电流密度, 用原子吸收光谱测定溶液中的镁离子浓度, 测量试样的质量和溶液pH值的变化, 用SEM、XRD, FTIR、EDS等分析其表面形貌、物相组成和成分变化, 研究了材料的腐蚀降解特性. 结果表明, 热自组装膜改善了镁基生物材料的腐蚀抗力和生物活性. 纯Mg的腐蚀速率由0.11 mm/y下降到0.05 mm/y, Mg--Ca合金的腐蚀速率由 0.38 mm/y下降到0.32 mm/y. 植入动物12周后, 直径的减小由0.97 mm下降到0.20 mm, 界面新类骨质层厚度由2.56 mm增加到3.14 mm.

采用液态金属冷却(LMC)工艺和成分优化设计, 制备出一种高温性能优异的低Re含量第二代柱晶高温合金DZ59, 通过扫描电镜(SEM), 透射电镜(TEM)等方法对其组织特征及蠕变断裂进行了表征, 研究了合金的蠕变断裂性能. 结果表明, DZ59合金的高温蠕变断裂性能超过一代单晶合金, 并接近二代单晶合金的水平. 发现柱晶高温合金的二次晶界反应(SGRZ)现象, 表明SGRZ受温度和应力的控制, 由于增加了合金横向晶界的受力界面, 在高负荷下可能成为蠕变空洞萌生和扩展的位置.

以高压静电法制备的壳聚糖微球为模板, 与海藻酸钠层层自组装制备多层聚电解质膜, 再以乙酸溶出壳聚糖微球制备出微胶囊. 调节乙酸的浓度及溶出时间以控制核内壳聚糖的残留量, 从而诱导负电性荧光素钠的沉积. 微胶囊内部荧光素钠的浓度随着包埋时间的增加而呈线性地提高, 当荧光素钠溶液的浓度为2 mg/l时其最终包埋的浓度达到10.2 mg/l. 这种聚电解质微囊对于小分子负电荷荧光素钠的释放行为主要受其囊壁和内部模板结构的影响, 盐离子浓度对荧光素钠释放行为的影响较小.

采用铝熔体在周期多孔介质间渗流凝固方法制备了孔结构周期调制多孔铝合金, 在试验范围内吸声系数的实验测量值与模型计算基本吻合, 基于模型研究了调制周期数、调制顺序及同一周期单元内不同孔径层的厚度比与吸声性能的关系, 表明孔径的调制分布对2 kHz以上的宽频声波吸收有较大影响, 对低频吸收未发现明显改善.

采用共混方法在低密度聚乙烯中分别加入银系抗菌剂和Triclosan制备出两种改性聚乙烯, 研究了材料的抗菌性能和抗菌剂对试样表面生物被膜的抑制作用. 结果表明, 两种改性聚乙烯对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有良好的抗菌效果;
细菌生物被膜的形成主要包括粘附、繁殖和成熟3个阶段, 添加Triclosan的试样可以在生物被膜成熟前显著杀灭样品表面的细菌, 阻止细菌在其表面粘附和繁殖, 从而抑制生物被膜形成. 空白试样和银系抗菌剂改性试样表面均有大量细菌粘附并形成生物被膜.

采用显微压痕方法研究了Si、Ge、GaAs和InP四种半导体单晶的变形与断裂行为.通过测量[100]取向单晶体面内的显微硬度、裂纹开裂的临界压痕尺寸以及断裂韧性, 分析了这四种材料力学性能的面内各向异性行为. 结果表明: 在压痕载荷的作用下, Si和Ge的塑性变形以剪切断层为主, 而GaAs和InP则通过滑移系的开动协调变形. [100]取向的Si、Ge、GaAs和InP四种单晶的面内显微硬度、弹性模量和断裂韧性表现出不同程度的各向异性. 裂纹长度与压痕尺寸间的关系表明, 与GaAs和InP相比, Si、Ge具有较小的临界压痕尺寸和拟合直线斜率, 这一临界压痕尺寸和拟合直线斜率的变化规律分别与材料的硬度和断裂韧性的变化规律一致.

采用湿法混合和热压工艺制备了不同Si₃N _4(p)和SiC _(w)体积含量的MoSi ₂基复合材料, 研究了复合材料的显微组织、晶粒大小、硬度、断裂韧性和抗弯强度. 结果表明, 复合材料的晶粒比纯MoSi ₂明显细化, 且随着强化相添加量的增加而减小, 抗弯强度和断裂韧性均大幅度提高, 其中MoSi ₂--20%SiC _(w) --20%Si ₃N _4(p)复合材料具有较好的综合力学性能, 断裂韧性和抗弯强度分别427 MPa和10.4 MPa ? m^1/2. 复合材料的强化机制为细晶强化和弥散强化, 韧化机制为细晶韧化和裂纹偏转与分支韧化.

在偏铝酸盐--六偏磷酸盐体系中对镁合金进行微弧氧化处理, 研究了金属盐缓蚀剂钨酸盐、多元醇或酸等添加剂对氧化膜性能的影响. 通过正交实验优化和对微弧氧化膜结构、成分及性能的测试评价, 得到了性能较好的微弧氧化电解液配方. SEM检测发现, 复合添加剂(Na₂EDTA1g/L, CH₃(CH₂})₁₁SO₃Na0.5g/L)通过抑制破坏性的微弧, 能促进成膜、降低起弧电压, 得到结构更加均匀和完整的陶瓷涂层;XRD检测表明, 膜层的主要成分是MgO、Mg₃(PO₄)₂、MgAl₂O₄和AlPO₄等化合物; 中性盐水腐蚀测试表明,陶瓷膜在48 h内具有较平缓的腐蚀速度; EIS和动电位极化曲线表明,在电解液中加入复合添加剂使镁合金试样微弧氧化膜的耐腐蚀性能得到了很大的提高.

采用水热合成法合成了金属原子(Zn, Ni, Fe, Al, Cu, Ce)掺杂的MCM--41介孔分子筛(简称T--MCM--41), 并将其应用于邻苯二甲酸二(2--乙基己)酯(DOP)的合成反应, 研究了不同原子的掺杂对T--MCM--41的结构、比表面积和孔径、酸性及催化性能的影响. 结果表明, 所制备的T--MCM--41仍然具有六方有序排列结构, 比表面积较高(550--900 m2/g)、孔径大(3 nm左右), 杂原子的引入使T--MCM--41产生了酸中心, 从而使其对DOP的合成具有很好的催化活性和选择性. 用T--MCM--41(T=Zn, Fe, Al, Cu)催化DOP的合成反应, 在5 h的反应时间内苯酐的转化率可以达到95.5%以上, DOP的选择性可达到96.5%以上. T--MCM--41催化剂具有很好的稳定性, Al--MCM--41在重复使用5次后仍具有较好的催化活性.

通过把硅铝分子筛的骨架脱铝过程简化为分子筛骨架中杂原子的扩散和空位的形成及迁移过程, 使用费克第二定律建立扩散方程, 得到任意时刻铝原子的浓度关于位置的函数, 并讨论了影响脱铝的几个重要因素. 用XPS、红外光谱和27Al--NMR测定在一定条件下处理后的氢型丝光沸石和ZSM--5的骨架硅铝比的变化, 并与由所建立的数学模型计算出的骨架硅铝比比较, 验证了公式的准确性.

研究了碳化硅颗粒(SiCp)尺寸对用粉末冶金法制备体积分数为15%的SiCp/2009铝基复合材料力学性能和断裂机制的影响. 结果表明, 复合材料的强度随着SiCp尺寸的增大而减小, 塑性则随着颗粒的增大而增大. 当SiCp尺寸为1.5μm时, SiCp/2009Al复合材料的断裂主要以界面处撕裂和基体材料的开裂为主; 当SiCp尺寸为20 μm时, 复合材料的断裂主要以SiCp断裂为主; 当SiCp尺寸处于两者之间时, SiCp/2009Al复合材料界面处撕裂和SiCp断裂的共同作用决定复合材料的断裂.

通过亲核缩聚反应合成含二氮杂萘酮结构的磺化聚芳醚酮酮(SPPEKK), 并经原位复合制备了磺化聚芳醚酮酮/磷酸硼(SPPEKK/BPO₄)复合质子交换膜. 用核磁共振谱(¹H--NMR)和FT--IR光谱表征纯膜及其复合膜结构, 研究了BPO₄的含量对复合膜的保水能力、热稳定性能、质子传导率以及复合膜中BPO₄稳定性能的影响. 结果表明, 随着BPO₄含量的增加, SPPEKK/BPO₄的复合质子交换膜质子传导率逐渐增大. 当BPO₄含量达到30\%时, 质子传导率达到6.3 ×10^-2 S/cm(90℃). 用原位生成法制备的SPPEKK/BPO₄在保持一定尺寸稳定性和热稳定性的前提下, 膜的导电性能明显改善.

通过三种优化工艺体系在Mg--5%Li合金表面上生长陶瓷膜层, 分析了膜层的厚度、显微结构、相组成和耐蚀性. 结果表明, 三种膜层都含有MgO相, 微弧氧化试样的耐蚀性能都明显提高. 使用Na₃PO₄体系制备的膜层含有MgF₂, 膜层最厚、表面有大量裂纹; 使用Na₂SiO₃体系制备的膜层含有橄榄石型Mg₂SiO₄, 耐点蚀性能最好; 使用Na₂SiO₃--Na₃PO₄体系制备的膜层含有MgSiO₃, 致密性最好, 膜层耐均匀腐蚀性能最好.