使用扫描电镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜和固体内耗仪研究了温轧温度对Cr-Ti-B系低碳钢组织和织构的影响。结果表明，温轧后钢的组织由变形铁素体和少量珠光体所组成，随着温轧温度的提高铁素体晶内剪切带的含量呈现先提高后降低的趋势，在450℃温轧剪切带的含量最高。剪切带的形成，与Ti和B元素的偏聚密切相关。在350℃和550℃温轧的温轧板中以{001}<110>和{223}<110>为主织构组分，而在450℃温轧的剪切带明显促进γ纤维织构的形成。温轧温度对{001}<110>密度的影响较小而对γ纤维织构的影响较大，{111}<112>组分较为稳定；位错密度和内耗的结果间接表明，低温阶段固溶C原子与位错的交互作用以及高温阶段的动态回复是抑制剪切带和减弱γ纤维织构的主要原因。

在SiO₂-Al₂O₃-ZnO-CaO-ZrO₂-TiO₂搪瓷中加入10%~20%(质量分数)粒径为20~50 nm的CeO₂颗粒，制备出SiO₂-Al₂O₃-ZnO-CaO搪瓷，用扫描电子显微镜(SEM)/能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)研究其在900℃空气中的析晶行为和相演变。结果表明：添加20%的CeO₂颗粒可阻碍针状ZrSiO₄和羽毛状CaTiSiO₅晶体的析出，随着CeO₂颗粒添加量的提高阻碍作用增强；CeO₂与搪瓷中的ZrO₂结合生成固溶体促进初生晶体CaZrTi₂O₇析出，而CaZrTi₂O₇随着烧结时间的延长几乎不转变为ZrSiO₄。同时，在生成CaZrTi₂O₇晶体的过程中Ca和Ti的消耗也抑制了CaTiSiO₅晶体的析出。这表明，添加20%的CeO₂可使这种搪瓷体系在900℃保持较高的稳定性和优异的抗热震性能，从而延长搪瓷的使用寿命。

采用粉末冶金工艺制备了含Ti氧化物弥散强化钢。使用电子背散射衍射方式研究了这种钢的晶粒形貌，使用透射电镜和高分辨率透射电镜表征了钢中析出相的形貌及种类，使用以同步辐射装置作为光源的小角度X射线散射技术和X射线吸收精细结构技术研究了钢中纳米尺寸析出相的分布特征和氧化物弥散强化钢中Y元素的存在形式，并测量了钢的力学性能。结果表明，含Ti氧化物弥散强化钢的晶粒多呈等轴状、平均晶粒尺寸为1.24 μm。钢中富Y、Ti、O纳米尺寸析出相的分布密度为1.39×10²⁴/m³，平均直径为2.23 nm。向材料中添加Ti元素改变了材料中Y原子的存在形式，生成了具有烧绿石结构的Y₂Ti₂O₇相和少量的富Cr、Mn相。这种钢的室温抗拉强度达到1324 MPa，随着测试温度的提高抗拉强度逐渐降低，延伸率逐渐提高。

以聚乙烯醇(PVA)为原料、金纳米簇(Au NCs)和纳米羟基磷灰石(HA)为掺杂物、戊二醛作为交联剂，用化学交联法和循环冷冻-解冻法制备双网络Au NCs/HA/PVA复合水凝胶并检测其荧光特性、力学性能和溶胀率，研究了Au NCs含量和冷冻-解冻循环次数对其性能的影响。结果表明：这种凝胶具有较好的荧光特性；Au NCs与PVA的质量比为2.6%和冷冻-解冻循环次数为9次时，这种凝胶的力学性能最优并具有显著的荧光性能，其拉伸弹性模量、断裂强度以及断裂能分别达到63.09 kPa、152.84 kPa和130.36 kJ·m^-3，含水率约为80%，与人体软骨组织的含水率相近。

将棉织物浸入多巴胺、硝酸银、十六烷基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中，取出烘干制备出超疏水棉织物。用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱表征其表面形貌和元素，用接触角测量仪测量其接触角并进行摩擦或液体浸泡(如酸、碱、沸水)实验检测其耐用性。结果表明，聚多巴胺的强附着性使原位生成的银纳米粒子能经受摩擦或不同液体的浸泡，从而使超疏水织物具有良好的耐用性。超疏水棉织物还具有良好的油水分离性能，其油水分离效率高达97%，油流量最高可达15.93 m³·m^-2·h^-1。

通过多道次模拟压缩实验，研究不同Zr和Ti含量的三种Ti微合金化低碳钢在950℃~1050℃形变奥氏体再结晶和析出相的变化和最佳变形温度。结果表明，Ti含量的提高和Zr的加入使Ti微合金钢形变奥氏体的再结晶和晶粒长大延迟。Zr的加入还能增加Ti微合金钢中析出相的数量、改善析出相尺寸分布的均匀性进而得到相对均匀的奥氏体组织。变形温度为1000℃时的Ti-Zr微合金钢奥氏体组织最细小均匀。

采用固相合成法高温烧结Mn₃SnC和Mn₃CuN两种化合物制备出相变温区连续变化的Mn₃Sn_1-x Cu _x C_1-x N _x 系列化合物，再将不同相变温区的Mn₃Sn_1-x Cu _x C_1-x N _x 化合物进行物理混合制备出反钙钛矿复合磁制冷材料。这种磁制冷材料在室温附近具有“平台”状的磁熵变-温度曲线，与Mn₃SnC单体材料相比其磁制冷温区由275~285 K扩展为220~300 K，磁熵变-温度曲线的半高宽从5 K增大到70 K，但是其磁熵变值大幅降低。推导了这种磁制冷材料的最大磁熵变值与磁熵变曲线半高宽和单体材料相对制冷量之间的定量关系式，解释了扩展制冷温区与提高磁熵变值之间的竞争。此定量公式不仅可用于研究反钙钛矿材料体系，对研究其它复合磁制冷材料体系也有重要的参考价值。本文首次根据单体材料的热流曲线提出了新复合磁制冷材料的计算和预测方法，可极大地简化磁制冷复合材料的设计。

以Co基氢氧化物为基础用异质元素掺杂方式引入Mn并与Co协同，制备出Mn掺杂Co-Al层状双金属氢氧化物 (Mn-CoAl LDH)。在1 mol/L的KOH碱性电解质中，电流密度达到10 mA·cm^-2时Mn-CoAl LDH的全解水电势为1.66 V，其性能远优于Co-Al层状双金属氢氧化物(CoAl LDH)、Ni_2/3S_1/3 /Nickel Foam (1.76 V)和已经商业化的Pt/C (1.75 V)。这表明，Mn-CoAl LDH催化剂在碱性环境下具有较高的析氢和析氧活性，是一种低成本高性能的双功能电催化剂。

用分子动力学方法研究了以碳五元环为结构基元的氟化五边形石墨烯的拉伸性能和变形破坏机制，以及氟化率对其力学参数的影响。结果表明：氟化能改变五边形石墨烯的变形破坏机制。低氟化率的五边形石墨烯在拉伸载荷作用下发生从碳五元环到碳多元环的转变，而完全氟化的五边形石墨烯没有发生明显的碳环转变。随着氟化率的提高五边形石墨烯的杨氏模量、断裂应力和应变呈先减小后增大的趋势。低氟化率(<15%)的五边形石墨烯，其力学性能参数均随氟化率的提高明显降低。完全氟化能提高五边形石墨烯的杨氏模量(约为29.56%)，并大幅度降低其断裂应变，而其断裂应力与五边形石墨烯相当。

使用介孔SiO₂球为模板、二氰二氨为原料，用直接热聚合-刻蚀法制备开放式氮缺陷氮化碳中空微球OHCNs产物。这种OHCNS产物具有开放式半球结构、较大的比表面积和孔隙率，尺寸大小复制SiO₂模板。局部“热刻蚀”生成开放式中空微球，并使产物产生大量氮缺陷和丰富的表面氨基。测试结果表明，适量的合成原料有利于优化产物的物理化学性能，表现出增强的瞬时光电响应和加速的光生载流子传输性能。同时，N缺陷拓宽了产物的可见光吸收范围。二氰二胺与SO₂模板质量比为1∶1的产物OHCNS-1，具有显著增强的光催化活性。在可见光下照射下OHCNS-1的光解水制氢和光催化还原CO₂生产的CO分别达到了45.9和47.3 μmol·h^-1，分别是非SO₂模板法合成产物的4.4倍和4.0倍。同时，在模拟废水环境OHCNs-1能保持稳定的光解水制氢活性，且能降解部分环境污染物。