测试二元NiAl合金、NiAl--Al2O3--TiC原位内生复合材料以及NiAl--Cr(Mo)--Hf共晶合金的室温摩擦磨损性能, 研究了磨损机制. 结果表明: NiAl材料的抗磨损性能与材料的硬度和断裂韧性成正比, 在磨损过程中硬质陶瓷颗粒能有效地传递应力和起到支撑作用, 减轻材料的磨损. 因此NiAl--Al2O3--TiC复合材料的抗磨损性能最好, 在相同工况下其磨损率为NiAl--Cr(Mo)--Hf共晶合金的1/4-3/4和二元NiAl合金的1/20-1/10. 摩擦系数随着三种NiAl材料硬度的提高而降低. 三种NiAl材料的室温干摩擦磨损过程受控于塑性变形, 其磨损机制主要是磨粒磨损机制, 随着载荷的增加, 磨损表面依次呈现出塑性变形、显微剥落和粘着磨损特征, 磨损机制的改变对磨损率和摩擦系数具有重要的影响.

研究了Ti--60钛合金及Ti--48Al和Ti--48Al--12Cr(原子数分数, %)两种涂层在800℃的循环氧化行为. 实验发现Ti--60钛合金基体在800℃氧化严重, 氧化层发生了明显剥落. 而两种涂层在800℃均能有效地保护Ti--60钛合金基体. 在循环氧化过程中Ti--48Al--12Cr涂层增重明显小于Ti--48Al涂层, 表现出更好的抗循环氧化能力.

通过X射线衍射线形分析表征了喷丸表面的组织结构, 利用原位拉伸X射线衍射应力分析研究了TiB2/6351Al复合材料喷丸表面基体的力学行为. 结果表明, 喷丸后复合材料表面基体的屈服强度提高了26\%, 整体强度提高约28%, 显微硬度提高50%以上. 喷丸前、后复合材料基体承载系数分别为81%和83%, 喷丸后的基体承载系数略有提高. 喷丸表面基体的晶块尺寸及位错密度分别约51 nm和3.05 X 10¹⁴m^-2, 晶块细化及位错密度增高是导致表面基体力学性能提高的主要原因.

以基于Cr系催化剂、不同己烯含量的管材用乙烯己烯共聚物为研究对象, 应用1H固体NMR技术测定了其室温下的相结构参数以及不同温度下的相结构变化. 研究发现, 随着共聚单体含量的增加, NMR结晶相组分的含量降低,  界面区和无定形区组分含量增加, 且两者在NMR测定的长周期中所占的比例也增加. 提出了以界面区含量和无定形区含量的比例随温度的变化作为定性判断非晶区中链段运动受限程度的依据. 此外, 采用相同的1H固体NMR技术研究了不同耐压等级聚乙烯管材料基体树脂的聚集态结构. 发现室温下随着管材料耐压等级的增加, 结晶相组分含量减少而其他两组分含量增加, 且NMR测定的长周期中结晶相组分所占比例降低而其他两组分比例升高. 实验结果证明, 上述定性判断非晶区中链段运动受限程度的判据与材料的耐压等级有较好的对应关系.

通过滚动接触疲劳试验方法, 研究了两种渗碳齿轮钢的接触疲劳性能. 结果发现, 渗碳齿轮钢接触疲劳试样失效方式主要为渗碳层的点蚀和剥落. 氧含量较低的Nb微合金化齿轮钢(含0.04%的Nb)中氧化物夹杂数量少、尺寸小, 接触疲劳裂纹起裂较难; 同时, Nb微合金化齿轮钢渗碳层晶粒尺寸小、硬度高, 提高了疲劳裂纹萌生及扩展阻力,导致Nb微合金化后, 齿轮钢的接触疲劳寿命大幅度提高.

以苯甲酸、对甲基苯甲酸、间氯苯甲酸、对氯苯甲酸、对羟基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸为第一配体, 丁二酸为第二配体合成了六种新的铕三元荧光配合物. 通过元素分析、EDTA配位滴定分析、紫外光谱分析和红外光谱分析确定了标题配合物的组成及结构; 采用热分析仪研究了标题配合物的热稳定性能; 通过荧光光谱分析研究了标题配合物及对应二元配合物的发光性能. 结果表明: 标题配合物与对应的二元配合物相比发光强度大大提高.

利用XRD(包括sin² φ法)研究了电子辅助热灯丝化学气相沉积法(EA--HFCVD)生长的自支撑硼掺杂多晶金刚石薄膜的残余应力和微观应力. 结果表明, 薄膜的残余应力为压应力, 随着薄膜制备过程中硼流量的增加, 应力值有减小的趋势. 薄膜的微观应力随着硼流量的增加, 由拉应力转变为压应力然后又转变为拉应力. 残余应力和微观应力的变化归因于一定量的硼掺杂导致的多晶膜中晶粒尺寸、晶面取向及孪晶变化的共同作用.

通过定量金相、SEM & EDS、TEM等实验技术分析316L奥氏体不锈钢中析出相随时效时间、温度的变化, 并测定析出相的体积分数与尺寸. 结合热力学计算表明:  在316L奥氏体不锈钢中, 经850℃时效处理后, 析出相为M₂₃C₆型碳化物, 且随着时效时间的延长, 析出量明显增多, 尺寸增大; 经650℃时效处理100 h后, 主要析出相类型为χ相.

研究了不同La含量Ni--Cr--W--Mo耐热合金的1173 K恒温氧化行为. 结果表明: La能明显提高合金的抗氧化能力. 不同La含量合金的抗氧化性能从劣到优依次为: La含量为0%、0.048%、0.026%、0.087%. 添加超过0.026\%的合金由于析出La化合物, 使La的固溶量未呈线性增加, 而在0.048%处出现拐点. 氧化中由于La化物不参与氧化, 因此合金的抗氧化能力主要取决于La在合金中的实际固溶量, 固溶的La形成LaCrO₃是La提高合金抗氧化能力的主要原因. LaCrO₃在氧化物晶界处的偏聚阻碍了Cr³⁺的扩散, 并可作为MnCr₂O₄异制形核的核心, 促进细小的MnCr₂O₄生成并弥散分布于Cr₂O₃之间, 形成混合氧化膜, 提高了氧化膜的粘附性, 亦成为提高抗氧化能力的因素.

采用基于粉末成形及半固态成形工艺而提出的伪半固态触变模锻成形工艺, 成功制备出力学性能良好的Al/Al₂O₃复合材料桶制件, 其中37%(体积分数)Al/Al₂O₃桶形件抗弯强度达570--690 MPa, 断裂韧性达8.5--16.8 MPa ? m^1/2. 测试结果表明, 复合材料伪半固态触变模锻成形工艺参数, 如成形温度、成形压力以及金属相体分率等对制件的性能具有较大的影响. 研究结果有利于促进该工艺在高熔点材料或复合材料领域的实际应用.

采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术, 利用氩气、甲烷、二氧化碳混合气体, 制备出平均晶粒尺寸在7.480 nm左右、表面粗糙度在15.72 nm左右的高质量的超纳米金刚石薄膜; 在此工艺基础上以硼烷作为掺杂气体, 合成掺硼的金刚石薄膜. 表征结果显示在一定的浓度范围内随着硼烷气体的通入, 金刚石薄膜的晶粒尺寸及表面粗糙度增大、结晶性变好, 不再具有超纳米金刚石膜的显微结构和表面形态; 同时膜材的物相组成也发生改变, 金刚石组份逐渐增多, 并且膜层内出现了更明显的应力以及更好的导电性能.

以高纯钨粉、钛粉和TA2钛片为原料, 分别采用液相烧结法和熔渗法制备了Ti含量为10\%的W--Ti合金; 测量了W--10%Ti合金的密度和杂质(C、N和O)含量, 研究了不同方法制备的W--Ti合金的相组成和微观形貌. 结果表明, 熔渗法制备的W--Ti合金致密度达94%以上, 相结构由含有较多富Ti相的固溶体β(W/Ti)组成；液相烧结的合金致密度为90%左右, 组织相对均匀；两种方法制备的合金杂质(C、N和O)含量均较低. 探讨了液相烧结制备W--10%Ti合金时固溶体扩散形成的机理.

在可降解AZ31B镁合金心血管支架表面成功制备了携带雷帕霉素的聚乳酸--聚三亚甲基碳酸酯(PLA--PTMC)共聚物涂层, 评价了涂层的表面形貌、降解性能、血液相容性和药物释放性能. 结果表明, PLA--PTMC共聚物作为载药涂层具有良好的柔韧性, 表面均匀、光滑, 降解周期超过1个月, 血液相容性良好. 涂层具有缓释雷帕霉素的功能, 释药周期超过1个月, 可在内膜增生期内有效抑制支架植入后再狭窄的发生, 满足冠脉支架表面载药层的使用要求.

研究了“淬火--配分--回火”(Q--P--T)工艺对20Si2Ni3钢三体冲击磨料磨损性能的影响. 结果表明, 随试验冲击能量从0.5 J增加到3.5 J, 试样的磨损失重量先增大后减小, 在2.5 J时出现峰; 试样经Q--P--T工艺处理后的磨损失重量低于传统淬火回火(Q--T)工艺处理的试样, 其主要磨损机制由犁削向应变疲劳转变; 经Q--P--T处理的样品在磨损试验后的表面加工硬化层厚度明显高于经Q--T处理的样品. 分析认为基体的高塑韧性及其在磨损过程中的形变强化和残余奥氏体的相变强化是Q--P--T工艺处理钢具有较好的抗冲击磨料磨损性能的原因.

制备了离子液体/杉木粉/酚醛树脂的复合胶粘剂, 用DSC、FTIR和TGA分别对其固化温度、化学结构及热稳定性进行测试分析, 研究了木粉和离子液体对复合胶粘剂性能的影响. 结果表明, 木粉能有效降低胶粘剂的游离醛含量, 离子液体可以大幅度提高胶粘剂的胶合性能. 与普通酚醛胶相比, 当离子液体与木粉质量比为10 : 1时, 复合胶粘剂游离醛从1.76%降低到0.24%, 拉伸剪切强度从2.16 MPa提高到5.39 MPa, 且固化后不龟裂, 透明度较高. TGA结果表明复合胶的热分解温度提高, 但残碳率降低. 分析了被离子液体溶解的木粉对游离醛的捕捉作用及离子液体对胶合性能的贡献.

采用相场法模拟了Fe--0.5%C合金等温凝固过程中单个枝晶和多个枝晶的生长, 研究了过冷度、各向异性、界面厚度、晶体取向以及扰动对枝晶形貌的影响, 获得了具有二次分枝的枝晶形貌, 再现了枝晶生长过程及枝晶臂之间的竞争生长. 模拟结果表明: 凝固过程中存在溶质富集和枝晶偏析, 枝晶主干溶质浓度最低, 枝晶臂之间的液相浓度最高. 随着过冷度的增大, 枝晶生长加快且分枝发达; 界面厚度直接影响枝晶的生长速度; 各向异性影响枝晶的形态; 晶体取向与坐标轴方向一致时枝晶优先生长；扰动的加入导致枝晶分枝的形成.

在316L不锈钢、NiTi合金的含SrFe12O19磁性粉末的TiO2薄膜表面用溶胶--凝胶法再涂覆不同层数的TiO2薄膜, 以降低材料微磁场表面的微粗糙度, 并用扫描电镜、粗糙度仪分析薄膜的表面粗糙度. 测试了不同粗糙度的微磁场表面的动态凝血时间和溶血率, 研究了微磁场表面的粗糙度对材料血液相容性的影响. 结果表明, 粗糙度小的微磁场表面的血液相容性比粗糙度大的微磁场表面的血液相容性好. 即对于平整光滑的微磁场表面, 可以利用微磁场提高材料血液相容性的同时, 进一步改善材料的血液相容性.

采用还原扩散方法制备了NiMnGaSi合金粉末, 并粘结成磁体. 磁测量表明粘结磁体的马氏体相变开始温度MS为308 K, 居里温度TC为358 K. 磁致应变测量发现粘结NiMnGaSi磁体在300 K、0.7 T的磁场下具有0.56%大磁致应变.

采用硫化法以3Cr13马氏体不锈钢为基片制备硫化钨薄膜, 研究了硫化温度对薄膜性能的影响. 结果表明, 硫化温度对硫化钨薄膜的表面形貌和结晶率有明显影响, 但对膜层的化学成分影响不大, 薄膜能够有效改善不锈钢基体的摩擦学性能. 随着硫化温度的升高, 摩擦系数降低, 测试环境和测试条件对薄膜的摩擦系数也有一定影响.