用无皂乳液聚合法制备单分散的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯(PS)微球, 将其添加到水性环氧树脂中制备出有机微球/水性环氧复合涂料, 然后用空气喷涂法在钢片表面制备出复合涂层。用动态光散射(DLS)和扫描电子显微镜(SEM)对制备的有机微球进行了表征, 用电化学测试(EIS)、盐雾测试和附着力测试等手段研究了不同颜基比(颜料和树脂的质量比: P/B)的有机微球/水性环氧复合涂层的耐蚀性。结果表明, 两种有机微球的粒径均一且具有高度的单分散性, 颜基比P/B=0.007的PS/水性环氧复合涂层具有最佳电化学、耐盐雾和附着力性能。复合涂层的抗介质渗透能力明显优于清漆涂层, 因为有机微球独特的表面效应提高了涂层的致密性。

研究了应变幅、预氧化及高温保载时间对涂覆热障涂层高温合金样品的热梯度机械疲劳性能的影响。结果表明,随应变幅增大,样品疲劳寿命降低。随着预氧化及高温保载时间的增加,样品的氧化损伤增大,疲劳寿命也不断降低。试验过程中,粘结层氧化形成的热生长氧化物层(TGO层)破裂而萌生裂纹,裂纹沿粘结层/TGO层界面扩展而形成分层裂纹,分层裂纹与陶瓷层内贯穿裂纹连接导致陶瓷层剥落而失效。考虑到热障涂层内最大应力及氧化损伤,建立了一个涂覆热障涂层高温合金样品的热梯度机械疲劳寿命预测模型。

系统研究了在发动机工作温度(180℃)铬掺杂类金刚石碳基薄膜(Cr-DLC)在聚α-烯烃(PAO润滑油)及含添加剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的PAO润滑油中的摩擦磨损性能,用多种手段表征分析了Cr-DLC薄膜在润滑油介质中的摩擦机理。结果表明: 在含添加剂ZDDP的润滑状态下ZDDP衍生的润滑膜抑制了薄膜表面的石墨化,金属元素的掺入提高了薄膜的表面活性,加速了摩擦界面的化学反应,促进了润滑膜的形成和抗磨产物(CrO_x/CrPO₄)的积累,大大提高了Cr-DLC薄膜的摩擦学性能。

采用原位聚合法以有机合成密胺树脂为壁材对茉莉香精进行包覆制备香精微胶囊,并用无机纳米二氧化硅对微胶囊进行表面改性,制备出全封闭型茉莉香精微胶囊。用扫描电镜(SEM)、红外光谱仪、热重分析仪、紫外分光光度计等手段对微胶囊样品的形貌、化学组分、结构、包埋率以及封闭性进行了表征。结果表明,本文制备的全封闭型茉莉香精微胶囊具有单核壳核结构,微胶囊的囊壁具有密闭特性,香精包埋率达到18%。

研究了新型Mo-W系热作模具钢材料的抗回火性能、热稳定性、高温热导率和热疲劳性能。结果表明：与Cr-Mo-V系的H13热作模具钢相比,SDCM-S热作模具钢的一些高温性能有明显的优势。SDCM-S模具钢具有更高的抗回火软化性能和热稳定性能。SDCM-S模具钢的二次硬化峰值温度出现在580℃左右,比H13钢高约60℃。SDCM-S模具钢在620℃保温20 h后硬度高于38HRC,比H13钢高9HRC。SDCM-S模具钢在回火过程中析出尺寸稳定的Mo2C碳化物,是其具有高抗回火软化性能和良好的热稳定性能的原因。SDCM-S模具钢具有高热导率。SDCM-S模具钢的热导率在100℃是H13钢的1.86倍,在700℃是H13的1.26倍。低Si,低Mn,低Cr以及高Mo含量,是其高热导率的原因。SDCM-S模具钢具有比H13钢更高的抗热疲劳性能。其热疲劳总损伤因子明显小于H13钢,只有H13钢疲劳损伤因子的76.1%。SDCM-S热作模具钢具有良好的抗回火软化能力,高温热稳定性,高温热导率。这些因素的共同作用,使SDCM-S材料有比H13钢更高的热疲劳性能。

研究了结晶度对聚乙烯在80℃人工热氧老化条件下老化特性的影响,比较分析了不同老化时间其拉伸强度、拉伸模量和冲击强度的变化差异,考察了不同结晶度聚乙烯明度和整体色差变化的差别,采用衰减全反射红外光谱 (ATR-FTIR) 分析了三种不同结晶度的聚乙烯在老化过程中羰基指数、羟基指数、断链程度、结晶度等微观结构参数的变化趋势。结果表明：在80℃热氧老化环境条件下,随着老化时间的延长,结晶度越高聚乙烯的拉伸性能下降越明显,抗冲击性能的下降越缓慢,明度和整体色差的变化越快,氧化与断链作用更剧烈,其中氧化集中在老化后期,断链主要发生在老化初期,聚乙烯更容易老化。在整个老化周期里,不同结晶度聚乙烯的结晶度均呈现先上升后基本不变的趋势,但是聚乙烯的结晶度越低热老化对其结晶度的影响越大,增大幅度越剧烈。

通过在青岛和北京进行6061铝合金户外大气暴露实验, 利用形貌观察、失重分析、力学性能分析和断面分析等方法, 研究了经硼硫酸阳极氧化处理的6061铝合金在工业-海洋大气环境和北方半乡村大气环境中的初期腐蚀规律和机理。结果表明, 表面阳极氧化的试样与裸材相比, 在工业-海洋大气环境和北方半乡村大气环境一年暴露试验的平均腐蚀速率分别下降43.4%和10.1%, 即阳极氧化处理降低材料腐蚀速率, 且在恶劣腐蚀环境下的效果更明显; 但相对于裸材在工业-海洋大气环境一年暴露试验后的延伸率比初始值下降35%, 阳极氧化试样的延伸率下降幅度仍达23%, 即硼硫酸阳极氧化对工业-海洋大气环境下合金的力学性能保护不够, 塑性降低幅度大, 对应的断裂机理发生改变, 点蚀导致合金表层从韧性断裂转变为解理脆性断裂。

使用DTG-60(AH)热重-差热同步分析仪研究了升温速率对典型碳纤维编织布(T300-3000)热解特性的影响。结果表明,升温速率对典型碳纤维编织布的热解过程有显著的影响。随着升温速率的提高最大失重速率温度向高温方向移动,两峰之间的距离逐渐增大,峰面积不断增加。碳纤维编织布的热解分可为三个阶段：环氧树脂基两个分解阶段和碳纤维分解阶段。用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法进行热解动力学分析,得到了不同升温速率条件下的表观活化能和表观指前因子。用两种计算方法得到的结果基本上一致,加入环氧树脂基材的碳纤维编织布在一定质量损失范围内的热稳定性较强且可控。

采用13%PAG(聚烷撑乙二醇)和油对60Si2CrVAT弹簧钢进行淬火热处理,研究了不同淬火冷却速率对其轴向高周疲劳(r=-1)性能的影响。利用SEM、TEM和EBSD等方法对疲劳断口形貌、源区成分、显微组织进行表征。结果表明,13%PAG淬火后的疲劳极限(781.5 MPa)比油淬高67.5 MPa(714.0 MPa)。疲劳断口分析表明,疲劳破坏大部分起源于试样内部夹杂物和碳化物,形成“鱼眼”型撕裂的粒状亮区(GBF)。随裂纹源夹杂物处应力强度因子幅?Kinc的减小,疲劳寿命N_f增加,而GBF区边界的应力场强度因子幅?KGBF并不随N_f变化而改变,且13%PAG淬火试样的?KGBF大于油淬试样。实验钢13%PAG淬火试样组织中分布更多的纳米孪晶; 马氏体板条块和板条更加细化,碳化物呈均匀细小弥散分布; 而油淬碳化物较粗大,沿马氏体板条界和原奥氏体晶界分布。这些因素是PAG淬火后疲劳性能优于油淬的主要原因。

使用表面化学镀镍的短碳纤维为增强体、AZ91D粉为基体金属,用粉末冶金法和热挤压工艺制备镁基复合材料,用 SEM、TEM-EDS、拉伸和动态热机械分析(DMA)等手段表征其微观形貌、界面结构、力学性能和阻尼性能,研究了金属镍涂层短碳纤维对AZ91D镁基复合材料的界面和阻尼性能的影响。结果表明,碳纤维在复合材料中分布均匀,沿着挤压方向定向排列; 镍涂层改善了碳纤维与AZ91D基体之间的润湿性;不同频率的应变谱和G-L特征线都表明：复合材料的阻尼机制,除了位错之外还有其他机制;随着应变频率的提高复合材料的阻尼机制由以界面滑移为主转变为以位错为主。随着温度的升高涂层碳纤维增强镁基复合材料的阻尼容量增大,在250~300℃出现一个阻尼峰。随着频率的提高阻尼峰值的温度移向高温,表现出热激活弛豫过程的特征,根据Arrhenius公式计算出其热激活能(H)为3.448 eV。