研究了在不同固溶及时效热处理条件下Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.6Fe亚稳β钛合金的显微组织演变和元素的再分配行为。在β单相区固溶保温后炉冷至(α+β)两相区的两阶段固溶处理，合金中生成了连续粗大的α晶界(α_GB)和少量的晶内初生α相(α_p)；进一步进行低温/高温两阶段的时效热处理，在低温时效过程中初步形成的ω相对在高温终时效过程中生成的次生α(α_s)片层尺寸有显著的影响。用电子探针显微分析表征热处理过程中α相和β相之间的元素再分配行为并讨论了对上述显微组织演变的影响。结果表明，在固溶热处理过程中α_GB和α_p附近的元素再分配使α相附近局部β稳定元素的含量较高，提高了该区域β基体的稳定性，在低温时效过程中出现了无ω相析出的区域。在高温终时效过程中，在ω相辅助形核的作用下晶内析出的α_s片层尺寸较小，而在α_GB附近约2 μm范围内，因没有ω相的辅助生成的α_s片层尺寸较大。

在液氮环境用电脉冲(EPT)工艺优化冷轧316L奥氏体不锈钢的微观组织和力学性能，研究了电脉冲处理后样品的室温和低温拉伸性能及其变形机制。结果表明：液氮电脉冲处理后的冷轧316L不锈钢可得到再结晶组织。输入电脉冲的能量不同，其再结晶比例也不同, EPT-7.5LN样品可产生完全再结晶组织。在不同温度下电脉冲处理样品的拉伸实验结果表明，在77 K的拉伸强度-塑性匹配远比在293 K时的高。透射电镜的表征结果表明，样品在293 K的拉伸变形机制以位错和变形孪晶为主，在77 K的拉伸变形时则发生了大量形变诱导马氏体相变。正是大量的马氏体相变及其随后的位错滑移变形使材料的加工硬化能力显著提高，从而使其塑性增强。进一步分析表明，产生变形机制差异的主要原因是，在低温下这种材料的层错能显著降低。

用渗流铸造法制备ZL104合金泡沫和304不锈钢纤维/ZL104合金复合泡沫，对比研究了两种泡沫的孔结构、力学和吸声性能及其机理。结果表明，调控盐(次盐)的作用使合金泡沫和复合泡沫的孔壁上出现次孔结构而生成多孔孔壁结构；纤维复合后的泡沫以孔壁纤维、穿孔纤维和孔间纤维三种状态存在，与相同孔隙率的合金泡沫相比，复合泡沫的孔隙率为77%~86%、主孔径为0.35 mm、纤维直径为0.1 mm，具有更高的压缩性能和吸声性能。复合泡沫的压缩性能和吸声性能，都随着孔隙率和纤维含量的提高先提高后降低。孔隙率为82%的复合泡沫，纤维含量(体积分数)为5%时力学性能达到2.6 MPa，纤维含量为8%时其平均吸声系数(吸声性能)为0.893。有限元分析结果表明，复合泡沫受力时，孔壁纤维和穿孔纤维能传递和分散应力，并通过位移和偏转等方式消耗能量，使其强度提高；J-A模型分析结果表明，突出到孔隙中的纤维使复合泡沫的表面粗糙度和比表面积和声波在泡沫内的损耗增大，是其吸声性能较高的原因。

用真空感应熔炼惰性气体雾化法(Vacuum induction melting inert gas atomization, VIGA)制备预合金粉末，然后用热等静压(Hot isostatic pressing, HIP)工艺制备粉末冶金Inconel 718板材。用钨极惰性气体保护焊(Tungstun inert gas arc welding, TIG)将板材连接并进行焊后固溶时效、均匀化和热等静压处理。用SEM和EBSD表征焊接接头的组织并测试接头区域的显微硬度，研究了焊后热处理对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明，母材为细小的等轴晶，晶粒尺寸约为28 μm，拉伸强度接近对同牌号变形高温合金的要求。在粉末冶金Inconel 718合金的接头处未观察到宏观气孔和夹杂等焊接缺陷，热处理后接头的强度与母材的性能相当。均匀化处理后Laves相基本上溶解了，组织均匀、塑性明显提高；热等静压处理可消除焊接后板材的显微孔洞，使力学性能的稳定性提高。在拉伸过程中合金的焊接接头优先在Laves相与基体的界面产生微气孔，其聚集产生微裂纹并最终发生断裂。

用渗流法制备TiZr基非晶/TC21钛合金双层复合材料，并对其微观组织和力学性能进行深入的研究。结果表明，TiZr基非晶(ZT3, Ti_32.8Zr_30.2Ni_5.3Cu₉Be_22.7)合金熔体与TC21钛合金之间的界面结合良好且有良好的润湿性。制备温度对双层复合材料的微观结构和力学性能有极大的影响。随着制备温度的提高，界面层的厚度和TC21钛合金的溶解量增加，非晶基体中枝晶相的体积分数增大、晶粒粗化。这种双层复合材料的强度随着温度的提高而降低，在室温下具有良好的弯曲塑性，其弯曲强度达到2177 MPa、动态压缩强度达到1326 MPa。

在碳纤维表面自聚合沉积多巴胺对其改性，制备出碳纤维增强尼龙6复合材料(CF/PA6)。使用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪、傅里叶红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等手段表征碳纤维的表面形貌、粗糙度、润湿性和化学结构，研究聚多巴胺(PDA)沉积时间对复合材料界面力学性能的影响。结果表明：经过改性处理的碳纤维表面被一层均匀的PDA薄膜覆盖，显著提高碳纤维的表面活性、表面粗糙度和化学键能，也极大地提高碳纤维与尼龙6树脂基体之间的界面相容性。PDA沉积16 h的复合材料其界面结合强度最高，层间剪切强度达到31.7 MPa比改性前提高72.3%，弯曲强度达到308.2 MPa比改性前提高56.9%。

应用Gleeble热模拟技术、EBSD、SEM和OM系统地研究了高温合金GH4169在温度为1000~1150℃、应变速率为 0.01~1 s^-1条件下变形的动态再结晶机制和组织演变规律。结果表明：在1000~1150℃、应变速率为 0.01~1 s^-1条件下高温合金GH4169的变形抗力最高可达400 MPa；基于动态材料模型绘制出此合金的功率耗散图和流变失稳图，得到了该合金优化的加工区间变形参数为1020~1070℃和0.03~0.63 s^-1。分析GH4169在变形过程中动态再结晶演化规律，明确了动态再结晶晶粒以在原奥氏体晶界处的非连续动态再结晶为主，连续动态再结晶以亚晶持续旋转机制形核。还确定了Σ3ⁿ非共格孪晶界演变规律，动态再结晶晶粒的体积分数比越大晶粒越细小Σ3晶界密度越高，动态再结晶晶粒的长大优先于Σ3ⁿ非共格孪晶界的形成。

用激光熔覆工艺在40Cr钢表面制备CoCrFeNiTi _x (x=0、0.2、0.5、0.8)高熵合金涂层并计算其热力学参数，使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度仪、摩擦磨损试验机等手段检测合金的物相组成、组织、元素分布、硬度及耐磨性，研究了Ti元素含量对其显微组织和耐磨性能的影响。结果表明：随着Ti元素含量的提高，合金物相在面心立方(FCC)结构的基础上形成了体心立方(BCC)结构，熔覆层中部的组织由晶界明显、晶粒分布均匀的等轴晶组成，最后形成了柱状树枝晶；随着Ti元素含量的提高，合金横截面的硬度逐渐提高，最高为412.32 HV_0.2，比基体的硬度提高了1.8倍；涂层的磨损量和摩擦系数均随之降低，Ti含量为0.8时涂层其耐磨性能最优，磨损量最小为6.8 mg，摩擦系数为0.35。涂层的磨损机制，以磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损为主。

采用SrSc_0.5Nb_0.5O₃与(Bi_0.5Na_0.5)(Ti_0.95Al_0.025Nb_0.025)O₃固溶构建了无铅陶瓷体系材料(1-x)(Bi_0.5Na_0.5Ti_0.95Al_0.025-Nb_0.025O₃)-x(SrSc_0.5Nb_0.5O₃)(简记为(1-x)BNTA-xSSN，x=5%、10%、15%、20%，摩尔分数)。通过传统固相反应法制备陶瓷，研究了SrSc_0.5Nb_0.5O₃的引入对其结构、相变、储能和介电性能的影响。研究结果表明，(1-x)BNTA-xSSN样品为钙钛矿结构。其最大介电常数对应温度T_m随着SSN含量的增加而减小，相结构由四方相向伪立方相发生转变，陶瓷的铁电性减弱，弛豫性增强。当x=10%时，样品具有最大有效储能密度(W_rec)2.7 J/cm³；当x=15%时，样品具有最大储能效率(η)85%。

使用OM、TEM和EBSD等手段和测试室温拉伸性能，研究了2060铝锂合金厚板的组织和力学性能的各向异性。结果表明：1) 0°方向的强度最高，延伸率和断面收缩率较低；45°方向的强度最低，延伸率和断面收缩率最高；90°方向的强度稍低于0°方向，延伸率和断面收缩率最低。2) 在0°、45°和90°方向合金的主要析出相为T₁相，在0°和45°方向还析出了θ'相和少量的球形δ'相。在0°方向析出相数量最多且分布均匀，在45°方向析出相的尺寸较大，大部分T₁相粗化为板片状，在90°方向析出相的数量较少，但是T₁相的尺寸明显比45°方向的更小。3) 2060铝锂合金厚板45°方向的织构强度最高，出现了强再结晶织构P{011}<122>；在0°方向织构强度仍较高，以再结晶P{011}<122>为主，还有较弱的形变织构Copper{112}<111>；90°方向的织构强度相对较弱，以形变织构Copper {112}<111>和形变织构S{123}<634>为主。