MXene是一种新兴的二维过渡金属碳化物或碳氮化物，优异的金属导电性、丰富的表面官能团和超薄二维结构使其在电化学储能方面的应用有巨大的潜力。锂硫电池的理论比容量较高，在新一代储能器件中极具竞争力。二维MXene及其组装的三维材料作为一种先进的硫载体可通过多种途径克服锂硫电池固有的导电性差和放电产物溶解严重的问题。本文综述了目前二维和三维结构的MXene材料在锂硫电池中的应用，分析了性能与结构之间的关系，总结了目前存在的挑战和困难并对未来的设计方向提出一些看法。

使用热膨胀仪等手段研究了稀土对Fe-C和Fe-C-Si-Mn低碳钢连续冷却过程奥氏体-铁素体相变温度和等温过程相变动力学的影响。结果表明，添加微量的RE元素可显著降低连续冷却过程中先共析铁素体相变的开始点温度。同时，添加微量稀土还能改变等温过程中的铁素体相变动力学：RE元素通过抑制碳扩散减缓了Fe-C-(RE)合金整个相变过程的相变速率；而对于Fe-C-Si-Mn合金，RE通过抑制C元素扩散和改变晶界能的双重作用，使其相变孕育期延长和相变初始阶段速率降低，但是提高了相变中后期的速率。

采用EBSD、SEM等手段研究了固溶温度对GH4742合金的微观亚结构、力学性能和γ'相的影响。结果表明，固溶温度为1080℃~1120℃时，随着固溶温度的提高基体发生静态再结晶的比例提高，小角度晶界的比例由13.2%降低为3.2%；同时，晶粒显著粗化，平均晶粒尺寸由11.0 μm增大到111.6 μm，Σ3孪晶界的比例由13.2%提高到58.6%。随着固溶温度的提高，基体内一次γ'相的体积分数显著降低、尺寸增大，二次γ'相的体积分数和尺寸增加，三次γ'相的体积分数和尺寸变化较小。在不同固溶温度下γ'相强化增量的变化较小，晶粒粗化是导致其强度降低的主要因素。随着固溶温度的提高GH4742合金的室温强度显著降低，而高温强度提高和持久断裂时间显著增加。固溶温度为1100℃时，GH4742合金的室温和高温力学性能良好。

研究了缺口应力集中系数不同的深海潜水器耐压壳用TC4 ELI(Extra-low-interstitial) 合金板材在恒总应变幅控制下的低周疲劳行为。结果表明，在应变幅较低(0.7%以下)和应变幅较高(0.8%和0.9%)条件下的光滑试样在循环初期分别发生了循环硬化和循环软化，而缺口试样在0.2%~0.7%应变幅条件下的循环初期均发生了循环硬化。通过循环载荷作用下材料滞回能的变化描述了TC4 ELI合金试样低周疲劳的损伤程度，得到了缺口应力集中系数与低周疲劳性能参数之间的关系，建立了相对裂纹萌生寿命预测模型。利用该模型能较好地预测缺口应力集中系数较低的TC4 ELI合金在高应变幅条件下的相对疲劳裂纹萌生寿命。

采用电弧离子镀在Ti65钛合金板材表面涂覆一种NiCrAlSiY涂层，并对其进行650℃~800℃的循环氧化实验，研究了这种涂层对板材抗氧化性能和室温力学性能的影响。结果表明，经500次循环氧化后涂覆NiCrAlSiY涂层的Ti65板材由涂层、扩散层和基材区三个区域组成，涂层与板材的结合界面比较致密，达到了完全抗氧化级别；涂层表面的氧化物以Al₂O₃为主，循环氧化温度升高到800℃在涂层表面开始出现TiO₂氧化物。在循环氧化过程中涂层与板材间的元素扩散以Ni和Ti元素为主，循环氧化温度升高到800℃发生少量Cr元素扩散；Ni与Ti元素的互扩散导致在涂层与板材的结合界面生成了Ti₂Ni和TiNi。循环氧化后的板材其拉伸强度保持率高于90%，涂覆涂层板材的拉伸延伸率可达初始态板材延伸率的30%左右。供货态板材氧化后塑性较低的原因，可能是在高温下氧元素渗入板材表面产生了表面脆性。

用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及X射线衍射分析(XRD)等手段表征不同厚度的冷轧态GH3536微米尺度带箔材退火后的显微组织和结构特征，研究这种材料的再结晶和晶粒长大的规律。结果表明，冷轧变形后的GH3536带箔材的晶粒组织呈线条状，其主相为γ相；建立了厚度为200、100和50 μm的GH3536带箔材在1050~1150℃退火10~60 min的晶粒长大方程，得到晶粒长大的激活能分别为Q_{200 μm}=800.34 kJ/mol，Q_{100 μm}=609.50 kJ/mol，Q_{50 μm}=314.79 kJ/mol。厚度较小的GH3536带箔材其晶粒长大激活能也较小，晶粒更容易长大。影响晶粒长大的因素与变形程度和析出相颗粒有关。

以石墨烯和正硅酸乙酯为原料用溶胶-凝胶法制备了Graphene/SiO₂纳米复合材料，用球盘式摩擦磨损试验机评价其作为水基润滑添加剂在不同载荷和浓度下的摩擦学性能。用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了摩擦副的表面形貌和元素特征。结果表明：在15N载荷工况下，Graphene/SiO₂纳米复合材料作为添加剂在超纯水中含量为0.2%(质量分数)时具有最佳的摩擦学性能 ，比超纯水的摩擦系数降低了17.9%，钢球磨损率降低了61.7%。基于磨损表面分析提出的润滑机制为：在摩擦过程中，Graphene/SiO₂纳米复合材料在磨损表面生成的物理吸附膜、Graphene的层状剪切作用以及SiO₂在磨损表面的修复作用和滚珠轴承作用，使超纯水的摩擦学性能提高。

先用一步水热法合成空心纳米球，再将其作为量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)光阳极的散射层材料用丝网印刷技术刮涂在TiO₂基底上。组装成的QDSSCs电池具有优异的电化学性能，表明SnO₂的空心球结构有利于电解质的存储，在保证电子高效传输速率的同时提高其化学稳定性，使循环反应更加有效。在QDSSCs的制备过程中，以ZnCuInSe量子点为敏化剂，进一步研究了吸附量子点后不同膜厚的光阳极对太阳能电池光电性能的影响。膜厚为9 μm的SnO₂散射层其最高光电转换效率值7.31%，可应用在QDSSCs中。