以氯仿为共溶剂, 用流延成膜法制备了不同酰基侧链O--酰化壳寡糖/聚乳酸(OCS/PLLA)共混膜, 用FTIR、WAXD、DSC和TG等方法表征了共混膜中的氢键作用。结果表明, OCS/PLLA共混膜组分间存在较强的氢键相互作用, 主要发生在O--酰化壳寡糖的氨基和聚乳酸的羰基之间; 在保证脂溶性的前提下, 酰基侧链越短, O--酰化壳寡糖与聚乳酸之间的氢键作用越强, 组分间的相容性越好。

用高密度脉冲电流对服役后期的高锰钢辙叉进行表面处理, 研究了对其组织结构的影响。结果表明, 在较低的温度下(786 K)辙叉发生再结晶, 再结晶晶粒尺寸约为29.3 μm, 远比处理前的晶粒尺寸小, 处理后的显微硬度显著降低。在高密度脉冲电流作用下, 位错运动能力、原子的扩散能力以及振动频率都提高了, 从而使再结晶的形核速率显著提高, 使辙叉在较低的温度下快速完成再结晶。处理后高锰钢的疲劳寿命显著提高。

研究了热轧工艺对Cr12钢表面起皱相关的组织和织构演变的影响, 重点关注其对变形组织不均匀和晶粒簇形成的改变。结果表明: 随着热轧终轧温度由960降低到850^oC, 在变形组织中带状晶粒减薄, 剪切变形比重增大, 含有剪切带的晶粒增多, 由表层向中心层逼近, 中心层附近光滑带状晶粒减少; 在退火组织中由含有剪切带晶粒形成的高r值晶粒簇增多, 由光滑带状晶粒形成的低r值晶粒簇减少, 而且带状晶粒的减薄使具有ε23正负差异的不同对称取向晶粒簇消退, 因此基体中ε33和ε23的差异均减小, 表面起皱减弱。

将一种镍基单晶高温合金在室温沿不同晶体取向压缩变形, 研究了在试样表面形成的滑移线和微观组织的变化。结果表明: 这种合金<111>取向试样的屈服强度最高, <001>取向的强度最低, <110>取向的强度居中。<001>和<110>取向的试样在压缩变形过程中主要启动八面体滑移系, 其中<110>取向明显观察到双滑移系的开动; 而<111>取向的试样则启动了六面体滑移系。基体通道、枝晶、共晶等组织的各向异性, 在一定程度上影响不同晶体取向合金的变形特征。<110>取向试样的变形组织中形成了大量的层错, 而在其它两个取向的试样中则未观察到。<111>取向变形后基体通道中的位错密度明显高于其它两个取向, 这种高加工硬化率使<111>取向具有高的屈服强度。

使用加入纳米SiO₂的低温磷化液在低碳钢表面制备了磷化膜, 并对其形貌、成分、厚度、粗糙度以及耐蚀性进行表征, 研究了纳米SiO₂对磷化膜结构和性能的影响。结果表明, 纳米SiO₂不是磷化膜的主要成分, 但是在磷化液中添加纳米SiO₂使磷化膜增厚、细化磷化膜晶粒、提高磷化膜致密度, 并提高了磷化膜的耐腐蚀性能。当纳米SiO₂的加入量为2 g/L时, 磷化膜在5%NaCl溶液中的耐腐蚀性最好, 腐蚀电流密度为0.231 μA/cm²。

用非自耗真空电弧炉熔炼β钛合金Ti--8Mo--8Zr--4.5Sn--2Mn, 用金相显微镜、X射线衍射仪、纳米硬度仪表征和研究了合金的组织、结构和弹性模量。结果表明: 这种β钛合金的组织中枝晶组织和等轴晶组织共存；晶体结构为β相, 合金元素产生了偏析; 合金的弹性模量为41.4 GPa。与TMA合金(Ti--11.5Mo--6Zr--4.5Sn)对照, 研究了电子浓度e/a、d电子理论参数结合次数Bo和d轨道能Md对合金弹性模量的影响。结果表明: 合金d轨道能Md值减小, 结合次数Bo减小, 同时电子浓度适当的增加, 有利于合金弹性模量的降低。

用快淬技术制备了Mg2Ni1-xCux(x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)合金, 用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态和快淬态合金的微观结构, 测试了合金的气态贮氢动力学性能和电化学贮氢动力学。结果表明, 所有快淬态合金均具有纳米晶结构, 没有非晶相。Cu替代Ni不改变合金的主相Mg2Ni, 而是使合金的晶粒显著细化。Cu替代Ni和快淬处理均显著地提高了合金的气态及电化学贮氢动力学性能。当淬速从0 m/s(铸态被定义为淬速0 m/s) 提高到30 m/s时, Mg2Ni0.8Cu0.2合金的5 min吸氢饱和率从56.7%增加到92.7%, 20 min放氢率从14.9%增加到40.4%, 高倍率放电能力从38.5%增加到75.5%, 氢扩散系数从8.34×10^-12cm²/s增加到3.74×10^-11cm²/s。

以壳聚糖、羟基磷灰石为基材制备了胆固醇/卵磷脂/壳聚糖/羟基磷灰石(Chol/PC/CS/HA)复合材料, 研究了胆固醇与卵磷脂的协同作用对壳聚糖模板中羟基磷灰石显微结构的影响。结果表明: 随着不同比例胆固醇与卵磷脂的加入, 羟基磷灰石的形貌由球状向棒状转变, 当卵磷脂与胆固醇的比例为5:1时复合材料体系中羟基磷灰石的显微形貌和尺寸与天然骨组织接近; 而没有胆固醇和卵磷脂作用的壳聚糖模板中主要以无定形的片状为主。这表明, 胆固醇和卵磷脂的存在影响了羟基磷灰石的显微结构, 有利于形成不同显微结构的羟基磷灰石。

用直流电弧等离子体气相蒸发法制备球状Al纳米粒子, 并对其进行了XRD、TEM以及电极的脱/嵌锂离子循环性能表征。结果表明, 制备出的Al粒子大小约为100 nm, 表面包覆一层厚度不到1nm的非晶氧化物。使用Al纳米粒子制做的负极极片组装电池, 研究了电流密度对其电化学特性的影响。结果表明, 电池的首次充放电曲线和前10次循环性能曲线表明, 电流密度最小的Al电极首次放电容量最大, 为951.9 mAh/g, 首次容量损失也最大, 其循环稳定性能也相应变差; 而电流密度最大的Al电极首次放电容量为879.7 mAh/g, 其循环稳定性能最佳。首次放电结束后, 在电极材料中出现了两种化合物AlLi和Al2Li3, 与测试出的放电容量相符。

采用超音速火焰喷涂技术在45#钢基体表面制备纳米Ni60--TiB2复合涂层, 研究了纳米和常规微米Ni60--TiB2复合涂层在静态大气环境下600^oC的循环氧化行为。结果表明: 纳米Ni60--TiB2涂层具有晶粒纳米化和微观组织均匀化的特点, 其氧化膜由完整连续SiO2膜构成, 在其上均匀地分布着细小的TiO2颗粒和B2O3膜。纳米涂层和微米涂层的循环氧化都为扩散控制机制, 但是在纳米涂层表面生成了连续致密的SiO2膜。晶粒纳米化降低了涂层内应力, 提高了膜基结合力, 保证了氧化膜的完整性, 因此使Ni60--TiB2复合涂层具有更优的抗氧化性能。

采用改进的静电纺丝装置结合溶胶--凝胶技术制备了超长的定向排列的YMnO3/PVP复合纳米纤维, 将其在900^oC高温煅烧6 h得到了六方相YMnO3(H--YMnO3)单晶纳米纤维。用SEM, XRD, TEM, SAED及VSM对样品的相纯度, 表面形貌、晶体结构和磁性能进行了表征。结果表明: YMnO3/PVP复合纳米纤维的长度可达数米, 表面光滑, 定向度高, 形貌均一, 平均直径为150--230 nm; H--YMnO3纤维的直径为70--100 nm, 表面光滑呈莲藕状; 在室温下的磁测量结果表明, H--YMnO3纳米纤维具有弱铁磁性。

用高分辨率X-射线光电子能谱(XPS)研究了热极化和电晕极化的PVDF薄膜的成分和结构的变化。结果表明: PVDF薄膜的热极化和电晕极化反应过程和机理不同。在热极化过程中, 高温强电场作用使PVDF薄膜产生了少量的F-自由基, 继而产生HF, 形成了新C＝C键; 但是, 在电晕极化过程中荷能粒子使PVDF产生了H+自由基。热极化PVDF薄膜的剩余极化值约为3.5 μC/cm2, 电晕极化PVDF薄膜的剩余极化值约为3.0 μC/cm2。

以Ar+SiH4作为反应气体, 采用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积(ECR--PECVD)方法制备微晶硅薄膜, 研究了基片温度对薄膜微观结构、吸收系数、光学禁带宽度的影响。结果表明, 随着基片温度的升高, 薄膜的微观组织逐渐由非晶转化为微晶, 薄膜的粗糙度单调增大, 而H含量则单调减小。薄膜的光学吸收系数随基片温度的升高而增大, 禁带宽度由1.89 eV降低到1.75 eV。

以Ti粉、B4C粉和SiC粉为原料, 用真空热压烧结工艺制备了原位自生颗粒增强的Ti--B--Si--C系钛基复合材料, 研究了复合材料的显微组织和力学性能。结果表明, 使用的初始粉末不同, 原位自生颗粒的组成不同, 复合材料的性能也有明显的差别。

建立了一种合成高交联度单分散聚苯乙烯的方法--半连续无皂乳液聚合法, 用此法合成的聚苯乙烯交联度可达到50%以上。调整交联剂的加入时间可有效地控制聚苯乙烯粒子的粒度, 制备出高质量高交联度三维有序亚微米级聚苯乙烯微球。揭示了半连续无皂乳液聚合法中合成聚苯乙烯的聚合机理。聚合反应动力学表明：聚合反应开始后加入交联剂, 可以使聚苯乙烯单体在低转化率情况下快速进入第二成核期。交联剂的加入时间和含量影响聚苯乙烯粒子的粒度、单分散性、球形度和溶解性能。

用自由基共聚法制备氟改性丙烯酸树脂的无规共聚物并对其进行了表征, 研究了合成工艺条件对涂层表面疏水性的影响。结果表明, 采用粒子填充法将纳米SiO2、TiO2与氟改性丙烯酸树脂共混后制备的超疏水自清洁涂层, 水在其表面的接触角达160 ^o以上, 滚动角小于5^o, 具有超疏水性。涂层对其表层覆盖的污物具有一定的自清洁作用。扫描电子显微镜和原子力显微镜对涂层表面观察结果表明, 涂层表面具有类似荷叶表面的微米-纳米双微观结构。

用热重分析法测定了氧化动力学曲线, 并采用XRD和SEM(EDAX)等手段, 研究了Ni12.59Cr6.74Ta4.04Al5.16 Co1.35Mo6.29W合金在900℃和1000℃的高温氧化行为。结果表明, 在氧化初期合金的氧化质量增加较快, 随着氧化时间的延长质量增加的速率逐渐降低, 其氧化动力学曲线符合抛物线规律。在900^oC和1000^oC氧化形成的氧化膜由三层组成, 外层为Cr2O3, Al2O3, (Ni, Co)Cr2O4和CrTaO4; 中间层为平直的Al2O3层; 内氧化层为Al2O3。在合金的氧化期间, 分布在中间层的富Ta相可抑制基体中Al向外扩散, 并抑制氧化膜的生长, 使氧化速度降低。

采用室温直流反应磁控溅射技术在纳米晶体钛表面制备掺钽TiO2薄膜, 研究了掺Ta量对纳米晶体钛基TiO2薄膜摩擦磨损性能的影响。结果表明: 在室温模拟人体体液条件下, 掺钽TiO2薄膜与不锈钢淬火钢球(Φ4 mm)对摩的磨损率为10^-6--10^-5 mm³ • m^-1• N^-1级; 随着Ta含量的增加, 薄膜的摩擦系数和磨损率呈先减小后增加的趋势, 掺Ta量(质量分数)为22%Ta的TiO2薄膜具有最低的摩擦系数(0.20)和磨损率(1.5×10^-6 mm³ • m^-1• N^-1。具有良好的抗磨性能与其硬度与弹性模量比高、抗腐蚀性强和摩擦系数低一致。

用锂钙硼(LCB)玻璃在磷酸盐溶液中的原位转化反应制备多孔羟基磷灰石(HA)微球, 表征微球的物相组成、孔结构和形貌, 以溶菌酶为药物模型研究了药物的缓释性能。结果表明, 所制备的HA微球具有较好的孔结构。当溶菌酶溶液的浓度较低时, HA微球将溶菌酶吸附在微球的外表面；当浓度较高时, 更多的溶菌酶扩散进入HA微球的微孔中, 使缓释效果明显改善。当溶菌酶溶液的初始浓度为1.0 mg/ml时, 载药HA微球的释药周期可达800 h以上。

采用化学气相沉积法, 选用不同基底和表面涂层合成了碳纳米管垂直阵列薄膜、管束和条带三种碳纳米管宏观结构, 并用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)进行了表征。结果表明: 在石英涂层上合成的定向碳纳米管薄膜厚度达毫米级; 在表面有Al2O3涂层的不锈钢基底上可合成碳纳米管垂直阵列薄膜和不同尺寸宏观管束结构;
在表面有SiO2涂层的不同基底上实现了一种宏观条带的规模制备, 并在镍基底上定向生长出条带。结合实验结果探讨了在不同基底上碳纳米管宏观结构的形成机制。