在0.05 mol/L H₂SO₄溶液中对773~833 K热处理后的Fe₇₆Si₉B₁₀P₅非晶合金进行脱合金处理，采用脱合金法制备出Fe-Si-B-P纳米多孔材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段以及电化学工作站表征其表面形貌、微观结构和组成，研究其电化学性能。结果表明，热处理后的Fe₇₆Si₉B₁₀P₅非晶合金晶化为α-Fe、Fe₂B和Fe₃P相，在脱合金过程中α-Fe晶粒优先溶解形成纳米多孔结构，随着热处理温度从773 K提高到833 K材料中纳米多孔的孔径从150 nm增大到260 nm。同时，较大的比表面积提供更多的催化活性位点使纳米多孔Fe-Si-B-P具有比Fe₇₆Si₉B₁₀P₅非晶合金更优异的氧化还原性能。

对11 mm厚的7055-0.1Sc-T4铝合金板材进行搅拌摩擦焊接，研究了焊后热处理对接头的组织和力学性能的影响。结果表明，热处理前接头的硬度分布呈“W”形，接头前进侧和后退侧都有一个最低硬度区，强度系数为63.0%~73.8%，拉伸断口位于后退侧最低硬度区。焊后人工时效(120℃×24 h)热处理使焊核的硬度提高，但是不改变接头最低硬度区的硬度，对拉伸性能和断裂行为的影响甚微。焊后的固溶(470℃×1.5 h+水淬)+人工时效(120℃×24 h)(T6)热处理不改变低焊速接头的晶粒组织，但是使高焊速接头焊核区底部的晶粒异常长大；T6热处理使接头各区域原有的沉淀相溶解，重新生成细小均匀的η'和η(MgZn₂)沉淀相，使其硬度显著提高；T6热处理使接头沿“S”线附近出现微小的孔洞、在拉伸过程中沿“S”线开裂、其抗拉强度比焊接态大幅度提高，达到母材强度的87%，但是其塑性严重降低。

研究了Si含量对9Cr型铁素体马氏体 (F/M) 钢析出相和力学性能的影响。结果表明：在不同Si含量的9Cr型F/M钢中析出相均为M₂₃C₆、MX和Laves相，Si能促进Laves相和M₂₃C₆型碳化物的析出。Si含量为0.9%~1.2%的这种钢其拉伸强度和延伸率略有降低，冲击性能维持稳定；Si含量为1.2%~1.8%时，Si的固溶强化和析出相的沉淀强化使钢的拉伸强度提高。但是，随着Si含量的进一步提高Laves相和M₂₃C₆型碳化物大量析出，使其冲击功显著衰退。

研究了热处理和结构调控对直径为190 mm的9CrV钢仿形活塞不同部位显微组织和力学性能的影响及其机理。结果表明，经850℃×5 h-230℃×4 h等温淬火、230 ℃×4 h回火后，9CrV钢活塞的表层至心部依次为下贝氏体、贝氏体+索氏体+M/A岛、珠光体类组织；表层的抗拉强度和冲击吸收功均高于心部。淬火温度降至800℃、回火温度升至400℃，使表层的抗拉强度提高到1610 MPa、冲击吸收功降低到7.4 J，心部的冲击韧性有所提高但是强度降低。经800℃× 5 h-230℃×4 h 等温淬火、230℃×4 h+400℃×4 h二次回火后，表层的抗拉强度达到1672 MPa、冲击吸收功达到9.8 J，且改善了心部的冲击韧性，使活塞整体的强度与韧性趋于平衡。淬火加热温度的降低保留了适量的未溶碳化物颗粒，阻碍了奥氏体的长大和细化了晶粒，从而提高了钢的强度。在230℃回火使残余奥氏体转化为下贝氏体、防止在400℃回火(提高心部韧性)时生成薄壳碳化物和平衡了整体韧性。综合热处理和活塞结构的调控，实现了大尺寸活塞的整体强韧性平衡。

观察服役136000 h的P91钢管接头不同部位(母材、热影响区、焊缝)的显微组织并测量其拉伸变形行为，与未服役的P91钢母材对比研究了长期服役P91钢接头的组织老化和力学性能的退化及其机制。结果表明，可用硬度判定在线服役的P91钢管接头组织的老化和力学性能的退化。与未服役钢管比较，长期服役钢管的焊接接头各区域马氏体的分解和碳化物的粗化，使马氏体强化、沉淀强化和固溶强化的效果明显降低，使各区域的硬度、室温和高温拉伸性能退化。在长期服役过程中焊缝区域的硬度、室温和高温拉伸性能其退化最为显著。服役前焊接过程中产生的热循环严重回火和长期高温服役的耦合作用，是P91钢管焊缝力学性能显著退化的重要原因。

用OM、SEM和TEM等方法研究了超超临界电站用Sanicro25钢的蠕变机制。结果表明，这种钢的最小蠕变速率随着温度的升高和应力的增大而提高。根据最小蠕变速率特征得出表观应力指数为7.6~8.2，表观激活能为496.7~531.8 kJ/mol。在蠕变过程中在晶内弥散析出的纳米级Cu-rich相和MX相阻碍位错运动，导致蠕变门槛值应力的出现。用线性外延法求出的门槛值应力，随着温度的升高而减小。用门槛值将蠕变本构方程修正为$\dot{\varepsilon}_{\min }=A_{2}\left[\left(\sigma-\sigma_{\mathrm{th}}\right) / G\right]^{n} \exp (-Q / R T)$，可将不同温度下的最小蠕变速率归一化；同时确定真实应力指数(n=5)和真实表观激活能(Q=286.6 kJ/mol约等于γ-Fe自扩散激活能)，从而判别出实验参数下材料的蠕变机制为点阵自扩散协助的位错攀移。

用水热合成法制备纳米热障涂层材料Ln₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇ (Ln=La, Nd, Sm, Gd)，表征其晶体结构、形貌、晶格参数、平均粒径尺寸和比表面积并研究了相关的热物性能及其机理。对XRD谱和Raman谱的分析表明，La₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇、Nd₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇和Sm₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇均为烧绿石结构，而Gd₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇为萤石结构。结合SEM观察、体积收缩以及相对密度，分析了块材的抗烧结性能。系统对比研究了晶体生长行为、热膨胀系数和热导率等热物性能。结果表明：随着Ln离子半径的减小(La>Nd>Sm>Gd)Ln₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇ (Ln=La, Nd, Sm, Gd)纳米材料的晶体生长活化能和热膨胀系数均呈增大的趋势，而热导率则呈降低的趋势。

将高能球磨和等离子烧结(SPS)技术相结合制备出粗晶和细晶CuCr50电触头材料，对其成分、密度、显微硬度和电导率、放电过程中触头表面阴极斑点的分布、移动速度和触头表面侵蚀的形貌进行表征，研究了粗晶和细晶CuCr材料的电弧侵蚀特性。结果表明，细晶CuCr50触头的硬度(160.29HV)比粗晶CuCr50触头的硬度(104.15HV)高，在50 Hz工频条件下细晶触头阴极斑点的运动速度为16.9 m/s，比粗晶触头的17.78 m/s低4.9%。这表明，粗晶触头表面的阴极斑点运动到触头边缘的速度略比细晶触头的高。与粗晶触头相比，在燃弧过程中细晶触头表面产生的阴极斑点尺寸小、数量多、亮度低且更均匀；在电流幅值相同的条件下，细晶CuCr触头的电弧电压降比粗晶触头的低。电弧烧蚀后细晶CuCr触头的整体形貌平整，没有明显的大烧蚀坑和液滴喷溅。综合研究结果表明，细化第二相Cr相能显著提高CuCr50触头的整体电接触性能，细晶CuCr50触头的抗电弧烧蚀特性比粗晶触头的高。

将Ag₃PO₄纳米颗粒原位沉积在圆饼状MIL-125(Ti)的表面制备出Ag₃PO₄/MIL125(Ti) Z型异质结光催化剂，分别用XRD、SEM、EDS、UV-vis、FTIR、EIS和PL等手段表征其晶相结构、形貌特征、光吸收性能、价带结构和电荷分离效率，研究了在模拟太阳光照射下Ag₃PO₄沉积量不同的Ag₃PO₄/MIL125(Ti)光催化剂还原Cr(Ⅵ)的性能，以及在光催化过程中初始溶液的pH值和催化剂投加量等的影响。结果表明，Ag₃PO₄的沉积有效提高了MIL-125(Ti)光催化还原性能。Cr(VI)溶液初始浓度为10 mg/L、pH为2时，Ag₃PO₄/MIL-125(Ti)-2对Cr(VI)的还原率可以达到96.9%。带隙结构计算和自由基捕获实验的结果表明， Ag₃PO₄/MIL-125(Ti)中的光生载流子符合Z型转移机制。