用原位基体加热反应磁控溅射方法制备具有强捕光和电荷分离能力的CuO纳米阵列(CuO NAs)光阴极,并改变氧分压、基底温度、腔体压力以及溅射时间等参数调控其相组成、晶体形貌、晶体生长取向、晶面暴露、厚度以及电子结构。结果表明,结构优化的CuO NAs光阴极,其光电流密度可达2.4 mA·cm^-2。

使用热膨胀仪、SEM电镜、EBSD、硬度、拉伸和冲击等观察和检测手段,研究了淬火冷却速率对海洋平台用Ni-Cr-Mo-B钢的显微组织、有效晶粒尺寸(EGS)和力学性能的影响。结果表明,不同冷却速率的合金钢,其显微组织包括板条马氏体(LM)、板条贝氏体(LB)、粒状贝氏体(GB)和F(铁素体)。随着淬火冷却速率的降低合金钢的显微组织分别为LM(>20℃/s)、LM/LB(20~2℃/s)、LB(2~1℃/s)、LB/GB(1~0.2℃/s)、GB/F(0.2~0.02℃/s),其硬度由100℃/s时的393HV逐渐降低至0.02℃/s时的291HV。回火后合金钢的屈服强度由水冷的836 MPa降低至炉冷的726 MPa,而延伸率几乎不变,约为20%。油冷合金钢的-60℃冲击功最高(199 J),水冷次之(54 J),空冷和炉冷合金钢的最低(<30 J)。其原因是,油冷合金钢具有LM_T/LB_T混合组织,较小的EGS (1.6 μm)对解理裂纹的阻碍作用较强；而空冷、炉冷合金钢的组织分别为GB_T/LB_T、GB_T/F,其EGS较大(分别为2.4和2.8 μm),对解理裂纹的阻碍作用较弱。

在不同条件下对X20Co高钴高铬型马氏体耐热钢进行热处理,用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪以及拉伸实验等手段进行表征,研究了微量Ce元素对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,在X20Co钢的淬火过程中,添加质量分数为50×10^-6 Ce元素能促进M₆C型碳化物沿晶析出,阻碍晶界迁移,使奥氏体晶粒细化；在回火过程中能抑制M₂₃C₆型碳化物沿晶界聚集长大。同时,添加50×10^-6 Ce元素对X20Co高钴高铬型马氏体耐热钢的室温硬度、室温强度、高温瞬时拉伸强度没有显著的影响,但是使其室温韧性、塑性和高温塑性显著改善。

本文研究了纳米ZrO₂、亚微米碳化硅、微米玻璃粉(软化点450℃)填料含量对304不锈钢表面纳米Al/Al₂O₃改性有机硅涂层的600℃高温氧化行为的影响。在1000 h氧化测试过程中,不锈钢样品表面涂层未出现剥落,未观察到基体氧化膜,说明涂层具有良好的抗氧化性能。对氧化后样品的显微观察表明,ZrO₂、SiC和玻璃粉质量分数分别为7%、7%和3%时的涂层中未出现微孔,而玻璃粉质量分数为7%的两种涂层中则出现了大量的微孔。相应地,前者的氧化增重也仅为后两者的约60%,这说明减少玻璃粉的添加量,可消除涂层微孔,有利于提高涂层的抗氧化性能。

使用重金属污泥制备免烧砖。使用CaO钙源优化配置复合胶凝材料的组分,并调控胶凝浆体中的水化产物和未水化相。先基于免烧砖原料的配合比计算复合胶凝体系的钙硅比(Ca/Si)并控制其值为0.8~1.2,设计添加CaO的免烧砖实验方案。使用核磁共振(NMR)、透射电镜-能谱等手段和PCAS分析软件,研究了CaO使高硅复合胶凝材料性能提高的机理。结果表明：随着高硅胶凝体系Ca/Si比在0.8~1.2范围内的提高,免烧砖的力学性能先提高后降低,Ca/Si比的最佳值为1.0,CaO也有一个最佳调控值。随着Ca/Si比的提高7 d试样的吸水率先降低后提高,28 d试样的吸水率线性降低。随着Ca/Si比的提高,试样中平面孔径大于200 μm的孔隙率递减,分形维数先减小后增大；对于孔径小于200 μm的孔结构,随着Ca/Si比的提高孔径为200~200 μm的孔减少,孔径小于200 nm的孔增多,孔的体积呈减小的趋势。复合胶凝体系能抑制污泥免烧砖70%以上的重金属浸出量。

对8Cr4Mo4V航空轴承钢进行分级固溶处理,即在1000~1060℃的初级固溶处理和在1080~1100℃的二级固溶处理,并观察和测试其组织和硬度,研究了分级固溶温度的影响。结果表明,随着初级固溶温度的提高(二级固溶处理为1080℃×10 min),钢中未溶碳化物的体积分数从4.37%逐渐降低到3.43%,但是晶粒没有明显长大。随着二级固溶温度的提高(初级固溶处理为1060℃×30 min),未溶碳化物的体积分数从3.51%逐渐降低到2.84%,平均晶粒尺寸显著增大。当初级固溶温度较低或二级固溶温度较高时,8Cr4Mo4V钢的回火硬度较高。为了使8Cr4Mo4V钢具有高硬度同时避免晶粒粗化,初级固溶温度宜为1020~1050℃,二级固溶温度宜为1080~1090℃。对这种钢进行1020℃×20 min+1090℃×10 min固溶处理后,其平均晶粒尺寸为12.1 μm,回火硬度为63.8 HRC,冲击吸收功为15.28 J,室温抗拉强度为2664.3 MPa。

选用正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体,用溶胶-凝胶法制备不同C/Si(原子比,下同)比的SiOC气凝胶,再用大气喷涂法将其喷涂在柔性陶瓷纤维隔热毡中制备出SiOC气凝胶/柔性陶瓷纤维复合材料。C/Si比,是影响SiOC气凝胶/柔性陶瓷纤维复合材料性能的主要因素。随着C/Si比的提高SiOC溶液的凝胶时间延长且更易浸入隔热毡,材料的密度和热导率先降低后提高。C/Si比为0.67的材料热导率最低,其室温热导率为0.026 W/m·K,1000℃时的热导率为0.174 W/m·K。与未改性的隔热毡相比,其热导率显著降低,尤其是在高温下热导率降低47%；同时,这种材料还具有优异的耐高温和抗氧化性能,在1200℃空气中静烧1 h后试样的质量损失只约为1%,静烧3 h后约为5%,随着C/Si比的提高其质量损失随之提高；同时,SiOC气凝胶复合材料还具有良好的疏水性能、柔性和回弹性。

将纳米ZnO粉末和Al粉球磨后冷压成Al-ZnO预制块,然后将其加到Al-Zn-Cu熔体中进行Al-ZnO原位反应,制备出纳米Al₂O₃颗粒增强Al-Zn-Cu基复合材料。能谱面扫描分析和透射电镜观察结果表明,复合材料由纳米Al₂O₃颗粒和Al₂Cu析出相两种颗粒/析出相组成。纳米Al₂O₃颗粒通过异质形核和晶界钉扎,细化了Al-Zn-Cu合金晶粒组织和Al₂Cu析出相。原位纳米Al₂O₃颗粒的生成提高了基体合金的拉伸性能,轧制+热处理使Al₂O₃/Al-Zn-Cu复合材料的拉伸强度比相同处理的基体合金提高约100%,总伸长率提高约98%。

基于电沉积技术的方法在电极表面构建聚苯胺(PANI)/海藻酸膜,直接构建PANI/海藻酸修饰电极,结合了海藻酸的阳极电沉积和苯胺的电化学聚合,具有条件温和以及后处理简便的特点。PANI/海藻酸膜呈现出与PANI类似的深绿色,其不仅可以稳定的存在于电极表面,而且还可以从电极表面取下来作为独立的膜材料。X射线衍射、红外光谱以及扫描电镜的测试结果均表明利用电沉积技术在电极表面制备得到了PANI/海藻酸膜。电化学性能分析结果表明,与PANI修饰电极相比,PANI/海藻酸修饰电极的电荷转移电阻更小,具备更高的电化学电容、更好的电荷储存能力和循环稳定性。