针对低浓度全尾砂充填过程中的泌水造成输送堵管充填体强度不均匀和体积沉缩等问题，进行尾砂级配、胶凝材料用量、料浆浓度、固水材料掺量的正交实验，分析了各种因素对泌水率的影响，根据电阻率(ER)测试、SEM-EDS和XRD探讨了固水材料的作用机理。结果表明，充填料浆的泌水率随着尾砂细颗粒、胶砂比、浓度和固水材料掺量的增加而降低，料浆的浓度和固水材料掺量对泌水率的影响最显著。添加5%的固水材料可使充填材料泌水率降低10%，初始粘度降低30%，2 h粘度降低53%，28 d抗压强度提高20%。固水材料可改善充填材料的孔隙率，提高充填材料水化体系的SO₄^2-浓度和pH值，生成钙矾石、斜方钙沸石以及C-S-H凝胶和硅铝酸盐凝胶的混合物，消耗大量自由水，高分子聚合物通过分子缠绕提高了体系的稳定性，改善了充填材料的泌水现象。

用两步阳极氧化法简便快捷地制备出低成本TiO₂纳米碗阵列。固定阳极氧化电压、实验温度和电解液浓度等因素、改变第二次阳极氧化时间并结合扫描电镜等测试手段考察阵列碗状结构的形成过程，从阵列的形成机制研究了TiO₂纳米碗内TiO₂阻挡层的纵向生长、电解液的溶解、纵向腐蚀及横向扩展之间关系的变化。结果表明，当纵向生长与纵向溶解、纵向腐蚀与横向扩展达到平衡时，TiO₂碗内纳米孔消失，孔径与碗口直径相同。当第二次阳极氧化时间为110 s时，合成出133 nm的TiO₂纳米碗状阵列。

采用差示扫描量热分析、硬度、室温拉伸实验、背散射电子衍射和透射电子显微镜等手段研究了焊后人工时效对7003-7046异种铝合金搅拌摩擦焊接(FSW)接头的微观组织和力学性能的影响。结果表明：FSW接头后退侧(7046铝合金侧)的硬度明显高于前进侧(7003铝合金侧)，两侧平均硬度的差约为30HV；人工时效后接头的硬度提高，两侧平均硬度的差增大到约50HV，接头的屈服强度提高，抗拉强度略有提高，伸长率几乎不变。根据时效前后FSW接头不同区域微观组织的特征，分析了接头力学性能变化的原因。

研究了4级强度亚稳态奥氏体不锈钢301L-DLT、301L-ST、301L-MT和301L-HT冷轧薄板激光对焊接头的凝固组织和拉伸性能。激光焊缝以初始铁素体FA模式凝固，热裂敏感性较小；焊缝由垂直熔合线向内生长的柱状晶组成，没有中心等轴晶粒区。焊缝组织中有奥氏体和板条状、骨架状和蠕虫状铁素体，无杂质、热裂纹和析出相。一次铁素体枝晶臂的平均间距约为17.5 μm，平均铁素体量为5.7%(体积分数)。焊缝的硬度为208~241HV，低于301L-ST、301L-MT和301L-HT板材的硬度。301L-DLT和301L-ST板激光焊件的拉伸断裂位置在母材内，301L-MT和301L-HT板焊件的断裂位置在焊缝内，焊缝金属的断裂强度为886 MPa和921 MPa。301L-HT板焊件的塑性较低，其余三种强度冷轧板激光焊件的拉伸性能都达到了JIS G 4305标准中相应强度冷轧301L板材的力学性能。

应用TEM、EDS和EBSD等技术研究了Inconel 600合金在715℃时效过程中不同类型晶界处碳化物的结构、形貌和晶界附近Cr浓度的分布。结果表明，不同类型晶界处碳化物的结构和形貌有较大的不同：在Σ3_c晶界析出的碳化物很少，在Σ3_i晶界析出不规则形状的M₂₃C₆碳化物，在Σ9晶界析出较大的M₂₃C₆碳化物颗粒，在Σ27晶界随机析出粗大的M₇C₃碳化物颗粒。富Cr碳化物在晶界的析出使晶界附近贫铬，在相同的时效条件下晶界的Σ值越高其附近贫铬越严重。随着时效时间的延长各晶界附近贫铬区的宽度不同程度地增大，时效15 h贫铬区的深度最大，时效50 h后深度不同程度地减小。

采用冷金属过渡模式(Cold Metal Transfer, CMT)的同轴送丝电弧熔丝增材制造技术制备了TC4-DT钛合金直壁墙试块，对其高低倍组织及其形成机理进行了研究，使用3D-Rosenthal模型对其凝固过程进行了模拟计算。低倍组织表明，弧形热影响区为细等轴晶，堆积区底层为细柱状晶区，中层和顶层为等轴晶与短柱状晶的混合。这种组织，与电子束熔丝和旁轴送丝电弧熔丝的粗大柱状晶组织有明显的不同；堆积区的高倍组织以编织状的α相板条为主，在部分原始β晶界可见连续的晶界α相和集束状α相板条，且有热影响层界线，与电子束熔丝和旁轴送丝电弧熔丝的高倍组织接近。模拟计算的结果表明，熔池边界的最大温度梯度约为12652.6 K/cm，最大凝固速度约为1.5 cm/s，该凝固条件处于柱状晶-等轴晶转变(Columnar-Equiaxed Transformation, CET)模型中的混合组织区；根据计算结果，提高输入功率(P)和焊枪移动速度(V)可促进等轴晶的生成，当P>153 W、V>3.2 mm/s时可得到柱状晶与等轴晶混合的低倍组织，且晶粒尺寸随着V的增大呈减小的趋势。

在钛基体电弧喷涂氮化锆中间层，然后在其上阳极电沉积涂覆β-PbO₂催化表层，制备出Ti/ZrN/PbO₂阳极。对其进行微观结构分析和表面粗糙度测试、中间层附着力评价、电极加速寿命和电化学性能测试以及电氧化苯酚模拟废水实验，并与无中间层的Ti/PbO₂电极对比，研究了有中间层的钛基PbO₂涂层的阳极性能。结果表明，氮化锆中间层使阳极材料的导电性提高，中间层的粗糙表面使PbO₂电沉积层明显细化，表面整平性凸显，涂层与基体结合牢固，PbO₂沉积厚度增加，活性位点的数量增多。有氮化锆中间层的阳极加速寿命显著延长，比Ti/PbO₂电极延长了7倍，对有机污染物的电催化降解活性也有提高。

使用热力学软件设计了一种新型双相高熵合金(FeCoNiTi)，利用真空电弧熔炼和热处理制备出FeCoNiTi高熵合金块体材料。表征结果表明，FeCoNiTi高熵合金由层状结构的Laves相和魏氏体板条FCC相组成。在室温下FeCoNiTi高熵合金具有良好的综合力学性能(抗压强度σ_b=2.08 GPa，压缩应变ε=20.3%)。高强度来自“硬”Laves相(层状结构)的强化，而“软”FCC相(魏氏体板条)中的位错滑移和变形孪晶提供塑性。

将原位微区电化学与传统宏观电化学技术相结合，应用电化学扫描显微镜(SECM)技术和电化学阻抗谱技术并结合微观形貌分析，研究了碳钢涂层缺陷处在不同交流电流强度下的腐蚀行为。结果表明：SECM拓扑形貌直观反映了碳钢涂层缺陷处局部腐蚀过程中电化学活性点的变化。交流电流使涂层缺陷处腐蚀活性点的数量明显增多，且使表面腐蚀产物积累对腐蚀产生的抑制作用明显减弱；浸泡初期涂层缺陷处的腐蚀为电子转移控制过程，浸泡10 h后转为扩散控制过程；随着交流电流强度的增大和浸泡时间的延长涂层的剥离程度提高，点蚀坑的深度和宽度随之增大。

研究了Al含量对冷坩埚定向凝固Ti-(43-48)Al-2Cr-2Nb合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明，Ti-(43-48)Al-2Cr-2Nb合金的定向凝固组织主要由α₂相和γ相组成，随着Al含量的提高α₂相逐渐减少而γ相含量提高，且其显微组织片层由以平行片层和45°片层为主的混合片层向垂直混合片层转变；Al含量(48%，原子分数)较高的Ti-(43-48)Al-2Cr-2Nb合金其片层取向与应力方向垂直，具有较高的抗压强度和较低的塑性；Al含量(45%，原子分数)适中的合金其片层取向与应力方向平行，具有较高的强度、室温延伸率和综合性能。