在AZ31镁合金表面制备含30%Al₂O₃的Al基复合涂层，并观测其上孔隙的大小和形状，进行往复摩擦磨损实验测试复合涂层的摩擦性能并观测横截面孔隙处裂纹的产生，研究了在往复摩擦过程中冷喷涂Al基复合涂层孔隙的开裂行为。使用Abaqus和Python脚本建立椭圆形、三角形、矩形和无孔隙复合涂层模型、分析摩擦过程中涂层孔隙处的最大应力和摩擦后最表层的残余应力并讨论了复合涂层应力的有限元分析结果和往复摩擦中裂纹尺寸之间的关系。结果表明：在摩擦过程中复合涂层的应力集中主要产生在椭圆形、三角形和矩形孔隙的长轴端点或其尖角处；从表层到界面残余应力由拉应力转变为压应力再转变为拉应力，最大Mises应力和最表层的平均残余应力逐渐增大。椭圆形孔隙的裂纹从长轴端点萌生和扩展，三角形和矩形孔隙的裂纹起源于尖角处且裂纹的长度和宽度依次增大。有限元分析结果表明，在摩擦过程中涂层孔隙处Mises最大应力值的增大导致摩擦后最表层平均残余应力增大，从而使裂纹的长度和宽度增大。这些结果与往复摩擦实验结果一致。

用高灵敏声发射技术在线监测金属疲劳裂纹的扩展，研究了高温合金基于二次K熵的疲劳扩展声发射特征，提出二次K熵方法并将计算结果作为分析这种不确定性的新参数。研究结果表明，金属疲劳扩展过程中的声发射信号具有混沌特性，对其二次K熵处理结果表明其趋势变化与疲劳裂纹扩展过程有更为清晰的对应关系，且能提前得到更为精确的疲劳断裂信息，提前率达到8%以上，为预测疲劳断裂提供了依据。

将经520℃/5 h热处理的双峰分离非基面织构AZ31镁合金板材分别进行水冷处理和在液氮中深冷处理12 h，然后进行室温单轴拉伸实验并使用电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微(TEM)等手段表征，研究其室温力学行为和微观组织的演化。结果表明：在深冷处理和水冷处理的双峰分离非基面织构镁合金板材中，都析出了纳米相(Mg₁₇Al₁₂和Al₈Mn₅)。与水冷处理的板材相比，深冷处理板材中析出相的体积分数提高了65.5%，尺寸增大了78.7%。6%和12%的室温拉伸结果表明，变形后{10\overline{\mathrm{1}}2}拉伸孪晶的体积分数分别提高了38.0%和36.7%。与水冷处理板材相比，深冷处理板材的初始屈服强度和最大抗拉强度分别提高43.8%和5.2%，但是断裂延伸率降低了20.4%。强度提高的主要原因是，在深冷处理过程中生成的高密度位错、Mg₁₇Al₁₂和Al₈Mn₅纳米析出相产生了沉淀强化；断裂延伸率降低的主要原因是，在{10\overline{\mathrm{1}}2}拉伸孪晶界积累的高密度位错阻碍了基面滑移，使微裂纹倾向于向高位错密度处扩展。

用溶液燃烧法制备不同Zn含量的岩盐型高熵氧化物(Co_0.22Cu_0.22Mg_0.22Ni_0.22Zn_0.12)O、(Co_0.2Cu_0.2Mg_0.2-Ni_0.2Zn_0.2)O和(Co_0.18Cu_0.18Mg_0.18Ni_0.18Zn_0.28)O，研究了Zn离子浓度对其电化学性能的影响。结果表明：随着Zn含量的提高这类电极材料的电化学性能随之提高。(Co_0.18Cu_0.18Mg_0.18Ni_0.18Zn_0.28)O电极具有优异的电化学性能，其原因是较高的晶格畸变和氧空位浓度使其本征电导率和锂离子扩散系数略微提高。电流密度为200 mA·g^-1时这种材料的初始放电比容量(777.06 mAh·g^-1)和循环稳定性(循环150圈后容量保持率接近100%)最高，电流密度为3000 mA·g^-1时比容量为140.2 mAh·g^-1时其倍率性能优异，即使电流密度为1000 mA·g^-1其循环150圈 (比容量198.1 mAh·g^-1)也表现出最高的循环稳定性。(Co_0.18Cu_0.18Mg_0.18Ni_0.18Zn_0.28)O电极优异的电化学性能和循环稳定性，可归因于Zn元素在氧化还原反应中完全转化，含量较高的Zn提供了更多的容量，适当的氧空位浓度和晶格畸变程度为锂离子传输提供了更多的通道。

研究了固溶、固溶+单级时效和固溶+双级时效三种热处理制度对Ti-6Al-2Mo-2V-3Nb-2Fe-1Zr合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明，这种合金热处理前的组织为双态组织，由初生α_p相、次生α_s相和β相组成，其中初生α_p相的体积分数为22%，次生α_s相的体积分数为21%；在双相区固溶后，合金原来的热轧态α_p和α_s相部分转变为β相，其组织由亚稳β相、等轴状初生α_p相和粗大片状的次生α_s相组成；单级时效后，β相中析出了大量均匀分布的纳米细针状次生α_s相；双级时效后α相的体积分数显著提高，随着时效时间的增加初生α相和次生α相的晶粒尺寸逐渐增大。准静态拉伸实验结果表明，与热轧态试样相比双相区固溶态试样的延伸率显著提高，但是屈服强度明显降低；单级时效后试样的强度显著提高，强度-塑性平衡更佳；与热轧态试样相比，双级时效后试样的延伸率有所降低，随着时效时间的增加合金的强度降低而延伸率提高。用加工硬化率曲线解释了不同热处理的钛合金应变硬化率的变化趋势，并基于实验结果拟合了修正的Hall-Petch模型，与实验结果吻合较好。

用盐密封法高温热解2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)制备了Ｎ、Ｏ共掺杂碳电极材料，这种碳材料具有开口空心结构，其中的介孔和微孔的分布适宜且比表面积(1589 m²·g^-1)较高。Ｎ和Ｏ异质原子的掺杂改善了材料的浸润性，开口空心结构便于电解质离子从内外表面同时向电极材料内部扩散，使更多的溶剂化离子在电极材料的孔内进行吸脱附反应，增大了电极材料的有效比表面积和使更多的N、O异质原子活性位参与氧化还原反应，构成了更高的法拉第电容。用这种电极材料组装的对称超级电容器功率密度为250 W·kg^-1时其能量密度为11 Wh·kg^-1。

对TC4钛合金进行应力比为-1、-0.3和0.1的室温超高周疲劳实验，研究了微结构导致的超高周疲劳滑移-解理竞争失效机制。结果表明，这种合金的S-N曲线均呈双线性，表现出表面滑移失效、表面解理失效和内部解理失效三种失效模式。采用GP极值分布函数明确了表面缺陷尺寸的分布特性，并将其定义为试样表面区域厚度。计及试样的控制体积、外载荷大小、α晶粒含量以及α晶粒尺寸等微结构的耦合影响，将σ_max值的增大或减小作为TC4钛合金疲劳失效模式转变的主要因素构建了竞争失效模型。结果表明，所建模型的预测结果与实验数据有较好的相关性。用控制变量法研究了W值、α晶粒尺寸和α晶粒含量对TC4钛合金滑移-解理竞争失效机制的影响，发现W的取值并不影响表面滑移失效概率，α晶粒的增大或α晶粒含量的降低均有利于TC4钛合金的表面滑移失效；较大的W值、较大的α晶粒尺寸以及较少的α晶粒含量均有利于TC4钛合金的表面解理失效；较小的W值、较大的α晶粒尺寸以及较少的α晶粒含量均有利于TC4钛合金的内部解理失效。

在葡萄糖酸钠的辅助下用水热法制备鸟巢状含铋前驱体，研究了水热温度和反应物的浓度对其形貌和组成的影响及其生成机理。在150~400℃将前驱体煅烧制备出Bi/β-Bi₂O₃异质结分等级微纳结构。将前驱体煅烧使其分解生成Bi₂O₃，葡萄糖酸生成的碳将Bi³⁺原位还原为单质Bi。煅烧过程中的相变为：前驱体→Bi/β-Bi₂O₃(150~280℃)→Bi/β-Bi₂O₃/α-Bi₂O₃(300~350℃)→Bi(400℃)。以盐酸左氧氟沙星(LVFH)的降解为探针反应，研究了样品的可见光催化性能。结果表明：在280℃将前驱体煅烧制备的鸟巢状Bi/β-Bi₂O₃异质结材料具有最好的可见光催化活性，用可见光照射140 min对LVFH降解率达到97.75%。其具有较优异的光催化性能，可归因于鸟巢状分等级结构和原位生成的Bi纳米粒子的SPR效应提高了可见光的吸收并促进了光生载流子的分离。这种Bi/β-Bi₂O₃异质结光催化剂，还具有良好的可循环使用性能。