采用具有凝固收缩力和凝固温度采集系统的约束杆(CRC)热裂测试装置研究了Ca和Y(2%, 3%, 质量分数)两种元素对Mg-1.5Zn合金热裂行为的影响,并通过石蜡渗透法测定合金裂纹体积。实验结果表明Mg-1.5Zn合金中添加Ca和Y元素后,由于脆弱区凝固温度范围缩小(△T)使合金的热裂敏感性(HTS)显著降低。另外,随着Ca和Y含量的增加合金的热裂敏感性进一步降低。通过热裂区域的微观组织观察发现由于Mg-Zn-3Ca和Mg-1.5Zn-3Y合金的低熔点共晶相增多使热裂纹可以在凝固末期被共晶液相补缩。热裂纹的微观断口表明热裂是由于凝固末期枝晶分离和液膜撕裂引起的,并且沿着晶界萌生和扩展。

在不添加氢氟酸的条件下,以九水合硝酸铁和1,3,5-均苯三甲酸(H₃BTC)为原料,用水热合成法制备了多孔铁的三聚物金属有机骨架材料(Fe-MIL-100)。采用XRD、BET、SEM、FT-IR和TG等手段表征Fe-MIL-100样品的结晶度、比表面积、形貌和热稳定性,研究了晶化过程中晶化温度、HNO₃添加量、晶化时间以及后处理条件对Fe-MIL-100材料结构的影响。优化合成工艺条件后,制备出结晶度较高、热稳定性优异、比表面积可达1744 m²/g、在氮气氛下热分解温度可达520℃的Fe-MIL-100材料。

对超高强双相钢DP1000进行单道次热模拟压缩实验,研究了其在950~1150℃和0.05~10 s^-1条件下的热变形行为,分析了变形温度和变形速率对流变应力的影响,建立了基于位错密度理论的热力学本构模型,确定了可表征微观硬化和软化机制的材料特征参数,量化了加工硬化、动态回复和动态再结晶对宏观力学行为的影响。结果表明：超高强双相钢DP1000的热变形应变速率\begin{array}{c}\dot{\epsilon }\end{array}≤0.05 s^-1时以动态再结晶软化机制为主,应变速率\begin{array}{c}\dot{\epsilon }\end{array}>0.1 s^-1时以动态回复软化机制为主,应变速率0.05 s^-1<\begin{array}{c}\dot{\epsilon }\end{array}≤0.1 s^-1时由这两种软化机制共同作用。这个本构模型的预测值与实验值具有较高的一致性,能准确预测超高强双相钢DP1000在高温变形条件下的流变应力。

用NaOH粗化处理芳纶纤维,然后用化学镀方法实现了芳纶纤维表面Ag金属化。使用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对纤维的表面形貌和元素组成进行了表征,使用X射线衍射仪(XRD)分析了镀银前后纤维的晶体结构变化,使用纤维强伸度仪和热重分析仪(TG)测量了芳纶纤维在镀银前后的力学性能和热稳定性,用万用表测试了镀层的导电性能。结果表明：Ag金属层均匀致密地包裹在纤维的表面,结合牢固度较高。镀银使纤维的热稳定性有所提高,对力学性能的影响较小,电阻达到0.52 Ω/cm,在冷热水循环和盐水环境下银层的稳定性较好。

以癸酸(CA)、月桂酸(LA)、肉豆蔻酸(MA)和棕榈酸(PA)为相变材料并根据理论公式估算低共熔脂肪酸的组成配比和理论热性能,制备了4组三元低共熔脂肪酸。针对适用于夏炎热地区建筑领域的相变储能材料,选取月桂酸-肉豆蔻酸-棕榈酸(LA-MA-PA)为相变芯材,用溶胶-凝胶法制备了LA-MA-PA/SiO₂复合相变材料,并测试了这种复合相变材料的结构和性能。结果表明：LA-MA-PA具有良好的热稳定性和结构稳定性,可均匀地嵌入到SiO₂多孔网络结构中,且相变芯材与载体复合后无新物质生成。LA-MA-PA/SiO₂球体颗粒光滑饱满,分散性良好其粒径约为3 μm,经历100次热循环后脂肪酸没有明显的渗漏。这种复合相变材料的相变温度和潜热分别为29.6℃和91.1 J/g,具有良好的热稳定性。

研究了磷酸改性对对位芳纶(PPTA)纤维力学性能的影响和破坏机理。测量了PPTA纤维的单丝拉伸强度和力-位移曲线来评价其力学性能,用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)等手段表征了PPTA纤维改性前后的表面形貌、化学结构和结晶度。结果表明,磷酸改性破坏PPTA纤维中韧性较高的皮层结构,使改性后纤维的力-位移曲线的最大断裂载荷点向低位移点偏移,拉伸强度降低。在磷酸改性过程中PPTA分子链中的酰胺键因发生水解反应而断裂,导致PPTA纤维的拉伸强度下降。磷酸改性使结晶不完善的皮层从纤维表面剥离,从而使纤维的结晶度升高,韧性降低;而过高的磷酸改性浓度(40%,质量分数)使纤维的结晶度降低,导致PPTA纤维的拉伸强度显著降低。

利用真空浸渍和高温熔烧方法在泡沫NiCr20电热合金表面制备了陶瓷涂层,研究了其在1000℃的恒温氧化行为和热震行为,通过拉伸实验评价了涂层对氧向合金中扩散的阻挡效果。试验结果表明, 在构成泡沫结构的金属棱内外表面得到均匀致密的陶瓷涂层,涂层薄且与基体结合良好,能显著提高泡沫NiCr20电热合金在1000℃的恒温氧化性能和抗热震性能,表观拉伸强度保持在2 MPa。

用二次冷冻干燥法制备出以戊二醛为交联剂的再生丝素/羧甲基壳聚糖复合材料,研究了不同配比的戊二醛/丝素/羧甲基壳聚糖膜的理化性质。结果表明：这种再生丝素/羧甲基壳聚糖复合材料具有联通的三维多孔结构,孔径分布均匀,丝素与羧甲基壳聚糖之间形成分子间氢键,相容性好;丝素与羧甲基壳聚糖的质量比为1:1,戊二醛的含量为0.20%时共混材料的力学性能最优,且热稳定性较好。植入皮下结果表明,这种复合材料具有良好的生物降解性和生物相容性。

在醋酸锌-正丁胺-四氢呋喃/乙醇溶剂热体系中改变正丁胺用量和反应温度,实现了不同纵横比ZnO纳米锥的可控合成,使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对其形貌和结构进行表征,提出了ZnO纳米锥的生长机理。以甲基橙(MO)为目标降解物,研究了ZnO纳米锥的光催化活性。结果表明：与商业ZnO粉末相比,纳米锥表现出较高的反应活性。纵横比小的ZnO纳米锥具有的高催化活性,因为其结构中活性{001}晶面所占的比例较大。

分别以四氯化锡、硫代乙酰胺和再生纤维素为锡源、硫源和载体,用微波辅助加热方法在120℃制备再生纤维素/SnS₂可见光催化复合材料,使用XRD、SEM、TEM、DRS和BET等手段对其结构及性能进行了表征。结果表明,所制备的SnS₂为六方相,复合材料呈纳米薄片层状结构,晶面间距约为0.52 nm;与未负载的SnS₂相比,复合材料具有较大的可见光吸收区域及较大比表面积;用微波加热方法可降低SnS₂的合成时间和温度,在微波辐射温度为120℃、辐射时间为20~80 min的条件下制备出的再生纤维素/SnS₂复合材料在可见光照射下对20 mg/L罗丹明B的3 h内去除率可达100%,重复使用5次后对罗丹明B的可见光降解率仍可达88%。

采用常压烧结工艺在1700℃保温2 h制备了SiC/h-BN复相陶瓷,在真空条件下使用硅溶胶和酚醛树脂溶液对烧结后试样进行交替循环浸渍,并在1450℃保温1 h进行热解处理,对比研究了浸渍热解处理前后复相陶瓷的致密度、抗弯强度和Vickers硬度的变化,并讨论了复相陶瓷的强化机制。结果表明: SiC/h-BN陶瓷的致密度和力学性能在浸渍热处理后均得到显著的改善,其中SiC/20wt.%h-BN的相对密度从69.7%提高到74.9%,而抗弯强度提高了约1.5倍。浸渍热处理后形成了细小纳米态的SiC颗粒,相互交联沉积在孔隙界面,使裂纹沿界面扩展的阻力显著增加,从而提高了复合材料的力学性能。