使用铜模铸造法制备(Ti_45.7Zr₃₃Ni₃Cu_5.8Be_12.5)_(1-0.01x)Nb _x (x=0、2、4、6、8和10,记为Nb0、Nb2、Nb4、Nb6、Nb8和Nb10)的TiZr基非晶合金复合材料,研究了添加Nb元素对TiZr基非晶复合材料性能的影响。结果表明,Nb元素含量的提高使材料中β相的晶粒尺寸更大、体积分数提高和形变诱发马氏体相变受到抑制。Nb元素的添加,使这种非晶复合材料的塑性大大提高,而屈服强度降低。值得注意的是,Nb元素的添加还提高了非晶复合材料力学性能的可重复性。在Nb0~Nb4等具有形变诱发相变的非晶复合材料生成的小板条α''马氏体,能诱导多重剪切带的生成。在Nb6~Nb10这种未发生形变诱发相变行为的非晶复合材料中,大量位错在β相中产生并在界面处积累形成位错台阶,从而引发多重剪切带的形成,最终使非晶复合材料的塑性提高。

在电解液中添加不同浓度的氧化亚铜微粒,然后在TC4钛合金表面制备掺杂铜氧化物的微弧氧化层。在模拟海水中进行微弧氧化层的摩擦磨损和抗菌实验,并使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱仪(XPS)和显微硬度仪等手段对比研究了掺杂氧化亚铜的微弧氧化层的微观结构和性能。结果表明：掺杂氧化亚铜的微弧氧化层表面呈多孔形貌特征,但是微孔的数量较少和孔径尺寸较小,氧化亚铜微粒在膜层中以氧化铜和氧化亚铜两种形式存在；与未掺杂氧化亚铜的微弧氧化层相比,添加不同浓度氧化亚铜的微弧氧化层在模拟海水中的抗磨损性能和抗菌性能显著提高,但是微弧氧化层中的铜元素使其耐蚀性有所降低。

先用水热法合成氧化石墨烯(GO)/苯甲酸钠(Sb)复合成核剂(GO-Sb),然后用熔融共混法制备尼龙6(PA6)/GO-Sb纳米复合材料,研究了分别添加GO和Sb、同时添加GO-Sb对PA6纳米复合材料的形态、力学和热性能的影响。结果表明：GO与Sb之间存在静电相互作用和π-π共轭,Sb的加入能促进PA6中γ晶的形成。GO-Sb作为异相成核剂均匀分散在PA6中, 使PA6纳米复合材料的结晶温度、结晶度和热变形温度提高。PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度分别比纯PA6提高了69.9%和157.1%。PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)纳米复合材料的拉伸强度、冲击强度和弹性模量分别比PA6-GO-Sb(100/0.3/0)纳米复合材料提高了13.6%、186.4%和52.6%。与纯PA6(k=0.238 W/m·k)相比,PA6-GO-Sb(100/0.3/0)纳米复合材料(k=0.536 W/m·k)的热导率提高了125.2%,PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)纳米复合材料(k=0.854 W/m·k)的热导率提高了258.8%。

将4"-正戊基-4-氰基联苯(5CB)液晶与液晶4-[反式-4-[(E)-1-丙烯基]环己基]苯腈以5∶1的比例混合,并将预处理的碳纳米管分别与5CB单晶和混晶复合,测试两种掺杂碳纳米管的液晶的光电和介电性能。结果表明:碳纳米管的掺入影响了液晶体系的阈值电压和介电各向异性,其中介电各向异性的增幅最高达到4.671%,并且展曲弹性常数也有所增大；碳纳米管的掺入也影响液晶体系的响应时间和粘滞系数,其中粘滞系数的降幅最高达到25.131%。实验还表明,混晶的介电各向异性高于单晶,且其响应时间和粘滞系数的降幅均比5CB单晶明显。混晶的更大优势是,与碳纳米管复合、改善复合体系的物理参数和显示性能。同时,理论研究结果表明,碳纳米管与液晶分子的结合能介于液晶分子与液晶分子、碳纳米管与碳纳米管之间,并且在液晶分子的诱导下碳纳米管产生诱导偶极矩,印证了碳纳米管掺杂可提高液晶的介电各向异性、降低其响应时间的实验结果。

采用化学腐蚀技术解决激光选区熔化(Selective laser melting, SLM)成形钛合金表面黏附粉末导致表面粗糙的问题,系统研究了腐蚀溶液成分及工艺参数对SLM成形TC4钛合金表面粗糙度的影响。研究结果表明,腐蚀液的成分配比与腐蚀时间是主要的影响因素,随着HF/HNO₃体积比的减小,样品表面粗糙度降低效果减弱。当HF/HNO₃=1/4时,随着腐蚀时间的增加,样品表面粗糙度显著降低,但当腐蚀时间过长时会造成对基体的损伤。当HF∶HNO₃体积比=1∶4,腐蚀时间为9 min时,样品表面粗糙度为2.52 μm,同时腐蚀处理过程对样品的尺寸影响较小(降低0.12 mm),此时达到一个最佳状态。

在真空条件下对航空轴承用8Cr4Mo4V钢进行不同温度的分级淬火并采用扫描电镜观察其微观组织、用XRD谱进行相分析并测试洛氏硬度、冲击性能和旋转弯曲疲劳性能,研究了真空分级淬火对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,真空分级淬火后的8Cr4Mo4V钢其微观组织由下贝氏体、马氏体/残余奥氏体和碳化物组成；随着分级淬火温度的提高,淬火和回火态钢中析出碳化物的数量增加,残余奥氏体的含量降低。分级淬火温度为580℃时淬火态钢中贝氏体的含量最高(达到13.87%),残余奥氏体的含量为28.59%。回火后析出碳化物的含量和洛氏硬度均为所有分级温度中的最大值,分别为4.37%和62.38HRC。真空分级淬火能提高8Cr4Mo4V钢的综合力学性能。与未分级真空淬火相比,进行580℃×10 min真空分级淬火的8Cr4Mo4V钢的冲击韧性提高了23.3%,旋转弯曲疲劳极限提高了110 MPa。

先合成反应型BBDMP30-clay有机化粘土和非反应型CPDMP30-clay有机化粘土,然后以其为纳米增强体分别制备了两种界面强度不同的环氧树脂/粘土纳米复合材料。用透射电子显微镜(TEM)、拉伸实验表征这两种环氧树脂/粘土纳米复合材料并进行动态力学分析(DMA),研究了界面强度对其力学性能的影响。结果表明：这两种纳米复合材料具有几乎相同的无规剥离结构,反应型BBDMP30-clay比非反应型CPDMP30-clay能更有效地提高材料的热/机械性能。粘土质量分数为3.5%时BBDMP30-clay可使纳米复合材料的拉伸强度提高250%,而CPDMP30-clay只能使材料的拉伸强度提高190%。BBDMP30-clay使纳米复合材料的玻璃化转变温度(T_g)提高了6.5℃,而CPDMP30-clay只能使材料的T_g提高2.5℃。这些不同都可归因于这两种纳米复合材料界面强度的差异。

提出一种氧化+粉锻(粉末锻造)新工艺并用其制备了FeCr-ODS铁素体合金。使用SEM、XPS、EPMA和TEM等手段对其表征,研究了粉末表面和内部氧化物的生成、演变以及合金中纳米氧化物弥散相的种类和分布特征。结果表明,在低温氧化过程中粉末表面生成了一层Fe的氧化膜,在随后的加热过程中粉末表面的O元素转移并与Y和Ti元素反应生成了Y-Ti-O纳米氧化物弥散相。通过纳米氧化物弥散相在粉末成型过程中的演变,阐明了粉锻对位错和纳米氧化物析出相形成的贡献。用这种工艺制备的ODS铁素体合金,大量细小的Y₂TiO₅析出相均匀地分布在基体中,晶界上只有少量大颗粒Y₂O₃。

对高Nb-TiAl合金进行多步热压缩,研究其高温变形行为及其板材的性能。结果表明,热压缩变形后高Nb-TiAl合金的组织中等轴γ晶粒和α晶粒的增多、层片晶团的体积分数和尺寸降低,使其变形能力提高。根据这些结果确定了最优轧制工艺为应变速率低于0.5 s^-1、道次变形量前期应不高于25%、变形温度高于1150℃。选用上述工艺对其其进行5道次大变形量轧制,制备出表面质量良好、无缺陷的高Nb-TiAl合金板材,其尺寸为600 mm×85 mm×3 mm。这种板材具有双态组织,平均晶粒尺寸小于5 μm,其室温屈服强度、抗拉强度和塑性分别为948 MPa、1084 MPa和0.94%,800℃下抗拉强度为758 MPa。