研究了多种钢在400℃高温磨损行为, 发现钢具有共同的磨损规律。在低载时钢的磨损率和磨损增长率均较低, 随着载荷增加, 在某一载荷磨损率快速提高。钢高温磨损的本质是一个包含磨面氧化、基体热软化和塑变的物理化学过程。对钢的高温磨损提出了氧化磨损中轻微--严重磨损转变模型及其特征。

用电沉积法制备表面活性剂聚乙二醇(PEG)和溴化十六烷基吡啶(CPB)复配改性PbO₂电极, 用SEM、XRD、电化学阻抗谱(EIS)和线性极化扫描(VA)等方法对其微结构和电化学性能进行了表征。结果表明, PEG/CPB复配改性在改善PbO₂镀层微结构中产生协同增效作用, 使电极表面颗粒进一步细化均匀; 复配改性电极明显提升了苯酚的催化降解活性, 在2.5 h内对100 mg•L^-1苯酚溶液的降解率为98.7%。PEG/CPB复配改性电极电催化活性的提升与电极的活性表面积增大、电化学反应电阻减小和析氧电位的提高有关。

研究了超快速退火对一种冷轧变形量为94.2%的Nb+Ti--IF钢的微观组织和织构的影响。结果表明: 超快速退火(升温速度为300℃/s)提高了钢的再结晶完成温度, 整个再结晶退火可在短至0.41 s内完成。与普通退火(升温速度为20℃/s)后钢的再结晶组织相比, 超快速退火处理后晶粒平均尺寸由12.98 μm细化到10.12 μm, 晶粒长大速度由~3 μm/s提高到~23 μm/s, 且再结晶晶粒内存在大量缠结位错。在极短时间内, 超快速退火再结晶织构仍以均匀、锋锐的{111}//ND有利深冲性能的γ织构为主, 且避免了其它α织构的生成, 有利于使退火板具有良好的成形性能。

以0.4 mol/L Al(NO₃)₃乙醇溶液为电解液, 用阴极微弧电沉积方法在304不锈钢表面制备了80 μm厚的氧化铝膜层。分析了膜层的形貌、成分和相组成, 测试了膜层的抗高温氧化和电化学腐蚀性能。结果表明, 电沉积膜层由γ--Al₂O₃和α--Al₂O₃组成。膜层中含有少量的Fe、Cr、Ni元素, 表明膜/基界面附近的不锈钢基体在微弧放电作用下也参与氧化铝膜层的沉积和烧结过程。氧化铝膜层使不锈钢在800℃恒温氧化速率明显降低, 表明其抗高温氧化性能得到提高。同时, 其腐蚀电位正向移动, 腐蚀电流密度降低1个数量级, 表明其耐腐蚀性能得到提高。

用化学共沉淀法制备Fe₃O₄磁性纳米粒子, 以N--异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、N,N’--亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和偶氮二异丁腈(AIBN)为原料, 用种子乳液聚合法制备了具有温敏性的Fe₃O₄/PNIPAM纳米复合微球。用红外光谱仪(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重分析仪(TGA)及Zeta粒度仪(DTS)等手段对复合微球进行了表征, 研究了单体(NIPAM)、交联剂(MBA)、乳化剂(SDBS)用量对复合微球粒径及磁含量的影响。结果表明: Fe₃O₄/PNIPAM纳米复合微球呈球形, 具有温敏性, 反应条件对复合微球的结构和形貌有较为显著的影响, 其粒径和磁含量随着单体浓度的减少、交联剂和乳化剂用量的增加而变小。

采用溶胶--凝胶法制备化合物Y0.95R0.05CoO3(R=Ca, Sr, Ba),研究了碱土元素替代对YCoO3电输运和热电性能的影响。结果表明, 随着替代离子Ca2+、Sr2+、Ba2+离子半径的增大, 在相应温度下替代化合物Y0.95R0.05CoO3的电阻率逐渐增大,Seebeck系数增大, 功率因子降低。离子半径较小且与替代离子半径相近的Ca2+离子替代能有效提高YCoO3体系高温热电功率因子。

先使聚丙烯接枝马来酸酐(PP--g--MAH)与炭黑(CB)反应, 再与聚丙烯/尼龙6(PP/PA6)共混制备出CB位于两相界面处的PP/PA6/PP--g--MAH/CB导电高分子复合材料,
研究了材料的特殊结构和电学性能。结果表明, 在PP/PA6/CB体系中CB粒子分布在PA6相, 体系的逾渗阈值为2%; 而在PP/PA6/PP--g--MAH/CB体系中, CB被PP--g--MAH诱导分布在两相界面处。PP/PA6两相为海岛结构时, PP/PA6/PP--g--MAH/CB体系仍可导电。PP/PA6/PP--g--MAH/CB体系的逾渗阈值降至1.6%, 低于PP/PA6/CB体系。体系的正温度效应(PTC)强度远高于PP/PA6/CB体系, 在90-135℃范围内不出现负温度效应(NTC)。PP/PA6/PP--g--MAH/CB体系的电学性能归结于其特殊的界面形态结构: 导电通道由位于共混物界面处的PP--g--MAH和CB构建而成。

采用两步胶体模板聚合法再引入苯硼酸基团和刻蚀模板, 制备了一种具有温度和葡萄糖双重刺激响应性的新型智能空心纳米水凝胶, 用傅立叶变换红外光谱、核磁共振、透射电镜和动态激光光散射等手段对其进行了表征。结果表明, 空心纳米水凝胶由聚(N--异丙基丙烯酰胺)和聚(N--苯硼酸基丙烯酰胺)组成, 具有互穿聚合物网络结构和内部为空腔的形态结构, 并具有葡萄糖和温度双重刺激响应性。

采用电沉积方法制备银铜双金属纳米合金, 用X射线衍射仪(XRD)及高分辨率透射电子显微镜(HRTEM), 扫描电子显微镜(SEM)和电化学工作站分别对样品的结构、微观形貌和电催化性质进行了表征。结果表明, 银铜双金属纳米合金电极在H₂O₂溶液中表现出较强的还原电流, 可以作为阴极催化剂; 随着银铜双金属纳米合金沉积电位的变负, 阴极催化作用减弱, 形貌由穗状晶向树枝晶转变; 随着铜离子浓度的提高, 阴极催化作用增强, 银铜双金属纳米合金的形貌由树枝晶向棒状晶转变。这意味着, 本文观察到了银铜双金属纳米合金的双金属电催化协同效应。

采用预置法在45号钢表面制备WC颗粒增强熔覆层, 研究了熔覆层的组织和性能, 并与淬火态Cr12MoV(59HRC)的耐磨性能进行比较, 分析磨损机理并讨论WC颗粒的磨损现象。结果表明: 熔覆层与基材之间结合良好并形成界面反应层; 熔覆层组织分布均匀, 表面弥散分布着大量WC颗粒; 熔覆层的平均硬度比基材的高, 耐磨性是基材45号钢的18倍, 是淬火态Cr12MoV的2倍; 在磨损实验中熔覆层的增强颗粒WC出现罕见的表面磨平和脆性脱落现象。

用红外热像法监测交变载荷下试件表面的温升变化规律, 快速确定FV520B原材料和热处理材料的疲劳强度, 研究了热处理对FV520B不锈钢组织和力学性能的影响。
将疲劳试验过程中的试件表面的温度变化与材料内部微观结构的演化相联系, 以分析疲劳损伤状态, 进行安全性评估。金相观测发现, FV520B钢力学性能的提高是回火马氏体和基体中均匀弥散分布的第二相颗粒共同作用的结果。扫描电子显微镜对疲劳断口形貌特征的观察发现, 疲劳裂纹萌生于试件表面棱角上位向有利的晶粒处。

用旋涂工艺和致孔法制备了一组聚甲基硅氧烷纳米多孔薄膜, 用红外吸收光谱(FT--IR)、热重分析(TGA)对其进行表征, 用同步辐射光源进行小角X射线散射测试, 在掠入射模式(GISAXS)下进行微孔结构分析。结果表明, 聚甲基硅氧烷前驱体与致孔剂具有良好的相容性; 薄膜的小角散射曲线均不遵守Porod定理、形成正偏离；所有纳米多孔薄膜具备孔分形特征; 薄膜基体与孔结构之间存在微电子密度起伏, 且薄膜孔径小于3 nm。

用CVD法合成微米螺旋碳纤维(carbon microcoils, CMCs), 用硝酸和KOH等对其进行纯化和活化处理, 用扫描电镜(SEM)、光学显微镜观察其形貌, 用X--射线能谱仪分析反应后催化剂成分, 并采用恒流充放电、循环伏安、 交流阻抗等电化学方法分析CMCs超级电容器性能。结果表明, 在50 mA•g^-1电流密度条件下, 初始CMCs产物的比电容为12.7 F•g^-1, 纯化处理后的比电容为41.4 F•g^-1, 活化处理后则达到111.1 F•g^-1, 为处理前的8.75倍。表明纯化特别是活化处理使其电容性能显著提高。

用金相、扫描和透射电镜研究了690合金经1450--1550℃, 5 min熔体过热处理对合金再结晶组织和显微硬度的影响。结果表明, 690合金中凝固析出的TiN的体积分数和平均尺寸随着熔体过热温度的升高而降低, 其形态由规则的块状转变为颗粒状。经均匀化退火后, TiN的体积分数有所增加, 而平均尺寸却有所降低。再结晶退火的过程中有大量亚微米尺度的Ti(C, N)弥散析出, 其析出量随着熔体过热温度的升高而增加, 这些细小的Ti(C, N)粒子可以起到沉淀强化的作用, 提高690合金的显微硬度。

以(NH₄)₂S₂O₈和NaHSO₃为氧化--还原引发剂、N, N'--亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂, 采用自由基水溶液聚合方法, 分别合成了聚丙烯酸(PAAc)、聚丙烯酰胺(PAAm)和系列丙烯酸(AAc)质量分数(f_AAc)不同的聚(丙烯酸--co--丙烯酰胺)(P(AAc--co--AAm))水凝胶。进而分别对其在碱性缓冲溶液和NaOH溶液中的pH敏感行为进行了探讨。结果表明, PAAc和P(AAc--co--AAm)凝胶在2种溶液中均具有优良的pH响应行为, 且在NaOH溶液中的溶胀比大于缓冲溶液中; 而PAAm凝胶仅在NaOH溶液中具有pH敏感性。2种溶液中, 随f_AAc的增加, P(AAc--co--AAm)凝胶的平衡溶胀比(ESR)增大; 但在缓冲溶液中, 当f_AAc≧20%时, P(AAc--co--AAm) 凝胶的溶胀行为与PAAc相似, 而当f_AAc<20%时, 其溶胀则同时表现出PAAc和PAAm凝胶的溶胀特性。溶胀机理分析表明, 凝胶的溶胀主要受聚合物网络内静电排斥作用和离子屏蔽效应控制。

采用陶瓷法制备了稀土La³⁺掺杂的锶铁氧体Sr_1-xLa_xFe₁₂O₁₉(x=0, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20)。系统地研究了La³⁺取代对材料结构、磁性能的影响, 特别是对磁光克尔效应的影响。实验结果表明, La³⁺取代Sr²⁺能显著增强锶铁氧体的磁光克尔效应, 当x=0.20时, 与SrFe₁₂O₁₉相比, 磁光克尔效应增加到了1%。

采用高温固相反应法合成Sr_2-x-yB₅O₉Cl:xEu²⁺, yTb³⁺蓝色荧光粉。用X射线衍射表征材料的晶体结构、用荧光光谱仪测定Eu²⁺和Tb³⁺的掺杂浓度, 研究了助溶剂 H₃BO₃过量浓度和反应温度对荧光粉发光性质的影响。结果表明, 单掺杂Eu²⁺时, 其浓度猝灭机理为电偶极-电偶极交互作用机制, 浓度猝灭临界距离为R_C=1.71 nm。在紫外(230--410 nm)波段有强而宽的吸收带, 表明此粉是一种近紫外白光LED 用的蓝色荧光粉。

采用高能球磨法制备纳米铜/石蜡/膨胀石墨温敏复合材料, 用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(TEM)对复合材料的微观形貌进行了表征, 并测试了复合材料的膨胀性、温敏性和稳定性。结果表明, 石蜡对铜粒的包覆效果良好, 球磨98 h的复合颗粒近似球形, 粒径约为100 nm。纳米铜/石蜡复合颗粒嵌入膨胀石墨的网络孔隙中。膨胀石墨使复合材料的膨胀性降低, 改善其温敏性能, 并使复合材料在高于相变温度下保持较高的稳定性。

采用二次化学共沉淀法制备出六角或近六角片状BaFe₁₂O₁₉, 其颗粒径向尺寸和径厚比分别为0.4--2 μm和4--20。通过XRD、FTIR、TG/DTA及SEM/EDS分析技术研究了片状BaFe₁₂O₁₉的形成历程。结果表明: 前驱体为非晶态BaCO₃、低结晶态Fe(OH)₃和晶态α--Fe2O3包覆原料BaFe₁₂O₁₉复合物; 前驱体在焙烧过程中经过
Fe(OH)₃脱水、BaCO₃分解反应、中间相α--Fe₂O₃和BaO反应得到终产物BaFe₁₂O₁₉。基于形成历程, 六角片状BaFe₁₂O₁₉较原料BaFe₁₂O₁₉表现出显著提高的颗粒径向尺寸和径厚比、较高的纯度和略低的结晶有序程度, 进而表现出明显提高的矫顽力、略低的饱和磁化强度和剩余磁化强度。