采用重力铸造制备Mg-6Al-3Ca-1Zn-0.3Mn合金(质量分数，%)并对其均匀化处理和差速挤压，使用EBSD和TEM等手段表征其不同部位的组织并使用Deform-3D对差速挤压进行了有限元模拟，研究了差速挤压对其组织和性能的影响。结果表明：差速挤压中的温度场和应力场是影响板材微观组织和性能的关键因素。在差速挤压初期板材前端的温度迅速降低，与模具内部的温度差使再结晶不彻底而留下了大量未再结晶的晶粒。在差速挤压后期板材各部分的温度一致且较高，型腔内部坯料受到的应力增大而生成部分孪晶促进了动态再结晶。板材的前端由粗大的未再结晶晶粒和细小的动态再结晶晶粒组成，在未再结晶内部发生了颜色梯度变化，在未再结晶晶粒中有大量的小角晶界，其再结晶机制是连续动态再结晶。板材的尾部由等轴晶粒组成，晶界局部突出，原始晶界呈现锯齿状，再结晶机制是不连续动态再结晶。差速挤压板材头部的抗拉强度最高(328 MPa)，其原因是再结晶的细晶强化和未再结晶晶粒的位错强化。板材尾部的延伸率最高(约为16.6%)，是晶粒细化和织构弱化所致。

在不同温度和应力水平下对DZ411定向凝固镍基高温合金进行应力控制的循环加载实验并用光学显微镜观察其微观形貌，研究了这种合金高温循环加载的变形行为并预测其寿命。结果表明：在恒载荷和循环载荷条件下，这种合金的断裂寿命(t_r)和最小应变速率({\dot{\epsilon }}_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}})符合Monkman-Grant方程并可较好地拟合在同一数据带上。随着实验温度、应力幅值、平均应力的降低，DZ411的断裂时间增加和内部损伤加剧。这种合金的最小应变速率和平均应力服从幂律关系，根据平均应力(σ_m)和应力幅值(σ_a)对断裂寿命的综合作用和({\sigma }_{\mathrm{e}\mathrm{q}}={\sigma }_{\mathrm{m}}^{\gamma }{\sigma }_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}^{\mathrm{1}-\gamma }, γ = 0.1)修正等效应力并使用Larson-Miller参数法(P\left({\sigma }_{\mathrm{e}\mathrm{q}}\right)=T\left[C+\mathrm{l}\mathrm{g}\left(t_{\mathrm{r}}\right)\right])对其在不同加载条件下的断裂寿命进行归一化处理预测了断裂寿命。

用Gleeble-3800热模拟实验机模拟不同热输入(10~80 kJ/cm)焊接Q620qENH钢的热循环，使用OM、SEM、EBSD、Vickers硬度计等手段对其表征并进行低温冲击实验，研究了热输入对这种钢的粗晶热影响区(CGHAZ)的显微组织和力学性能的影响及其机理。结果表明：热输入较低(10~40 kJ/cm)时CGHAZ的显微组织主要由板条贝氏体(LB)和少量粒状贝氏体(GB)组成，显微硬度为310~330HV，-40 ℃冲击功为250~300 J，冲击断口具有多尺度网状韧窝特征。随着热输入从50 kJ/cm提高到80 kJ/cm，GB的含量提高而LB的含量降低、板条束结构明显减少、组织明显粗化、原始奥氏体晶界的尺寸增大、M/A岛组元的占比提高且其显微硬度降低到253HV。热输入由60 kJ/cm提高到80 kJ/cm，使实验钢的低温韧性显著降低、-40 ℃冲击功由273 J骤降到36 J、冲击断口呈现明显的河流状花样表现为脆性断裂特征，其原因是实验钢韧脆转变的热输入为60 kJ/cm。这表明，实验钢的最佳热输入低于60 kJ/cm，可使其高硬度和优异低温韧性良好匹配。

采用激光熔化沉积技术在DD5单晶合金表面制备CoMoCrSi合金涂层和CoMoCrSi/Y₂O₃复合涂层，研究了涂层的微观组织、相含量、晶粒尺寸、显微硬度和耐磨性能。结果表明：制备工艺参数相同的CoMoCrSi合金涂层和CoMoCrSi/Y₂O₃复合涂层其表面都没有宏观裂纹和气孔等缺陷，与基体之间的冶金结合良好。与CoMoCrSi合金涂层相比，CoMoCrSi/Y₂O₃复合涂层中Laves相的平均晶粒尺寸减小12.17%，Co₃Mo₂Si型Laves相和Y₅Si₃第二相的含量分别提高到50.1%和0.7%。复合涂层中相析出的顺序为：Co基固溶体初始析出—Co₃Mo₂Si型Laves相次生析出—Y₅Si₃第二相的末端析出。CoMoCrSi/Y₂O₃复合涂层的平均显微硬度为803.4HV_0.5，比CoMoCrSi合金涂层高10.19%；平均摩擦系数和磨损质量损失分别降低到0.308和3.2 mg。在复合涂层的磨损表面生成的连续致密的保护性氧化膜，抑制了涂层的塑性变形和磨损损伤，使其耐磨性能显著提高。

用水热法和适量H₂O₂的诱导制备了Ca²⁺预嵌V₂O₅电极材料。预嵌Ca²⁺的V₂O₅其(001)晶面的层间距增大(约0.023 nm)。预嵌Ca²⁺的V₂O₅用作水系锌离子电池的正极材料，有利于Zn²⁺的脱嵌和提高电池的储锌性能。Ca²⁺预嵌V₂O₅正极材料在电流密度为0.1 A·g^-1时最大放电比容量约为242 mAh·g^-1，是不加过氧化氢时的1.9倍；40次循环后其放电比容量保持为217.26 mAh·g^-1；电流密度较小时容量保持率较高；电流密度为0.1 A·g^-1时容量保持率可达95.6%，表明这种Ca²⁺预嵌V₂O₅正极材料的倍率性能良好。动力学计算结果表明，这种Ca²⁺预嵌V₂O₅正极材料在扫速为0.2 mV·s^-1时赝电容占比为52%，随着扫描速率的提高赝电容占比随之提高。

进行微合金化将Ga、In、Sn和Mg元素添加到高纯Al (4N)中，测定Al合金阳极在4.0 mol/L NaOH溶液中的电化学、恒流放电和析氢速率，研究了Mg元素对Al-Ga-In-Sn合金空气电池阳极性能的影响。结果表明，添加的Ga、In、Sn和Mg元素生成的第二相或弥散在Al基体中。铝合金阳极的极化曲线和电化学阻抗谱表明，Mg可使晶粒细化和增加第二相的数量密度，且使Al-Ga-In-Sn-Mg合金的耐腐蚀性提高。晶粒细化提高了铝合金阳极微观结构的均匀性，晶界能提高合金的耐腐蚀性能。Mg含量为0.1%的合金其放电性能最佳，放电电压为1.5113 V时放电容量为2153 mA/cm²，阳极效率为72.26%。

根据低碳钢管道是横向各向同性材料和声弹性，用双波法测量管道的轴向应力并建立了双波法的应力-声时方程。将S变换与互相关相结合克服了声波对低应力区域敏感度不高而提高了时间测量的精度。用单波法和双波法对比测量了厚度为13 mm、外径为168 mm的低碳钢管道的轴向压应力。结果表明，双波法比单波法的线性度更好，测出的应力准确性提高约3%。

对GH4169镍基高温合金分别进行标准热处理后、和在900 ℃进行不同时间的时效处理，研究了其对这种合金的组织和性能的影响。结果表明：标准热处理后合金的基体是γ相，在晶界存在微量短棒状δ相(含量为0.139% (体积分数)，相尺寸0.32 μm)，合金的强度最优(屈服强度1330 MPa、抗拉强度1385 MPa、硬度为497HV)，但是塑性较低(断面收缩率19.75%)。在900 ℃时效不同时间后δ相的尺寸由2.65 μm增大到2.86 μm，呈现晶界短棒状裂解与晶内定向针状分布特征。时效500 h后亚稳γ''相向δ相(Ni₃Nb)持续转变，δ相含量提高到14.2%；时效1134 h后δ相的含量提高到15.1%。力学性能呈现显著时效效应：硬度下降57%，屈服强度降低34%，冲击韧性同步降低19%，而塑性提高80%。在时效初期晶界δ相通过钉扎作用产生细晶强化，但是随着时效时间的延长晶界δ相粗化消耗γ''强化相并诱发基体弱化，高温促进晶内δ相直接析出削弱沉淀强化效果。断口形貌从标准态的等轴韧窝的韧性断裂转变为时效后的柳叶状韧窝与解理面共存的韧-脆混合模式，δ相界面成为裂纹优先扩展路径。

使用Ni箔中间层SPS扩散连接金刚石/铜复合材料并分析了界面的元素，根据第一性原理密度泛函理论研究了扩散过程中的界面行为。结果表明，Ni中间层金刚石/铜复合材料扩散连接的界面是良好的冶金结合，Ni元素向界面两侧扩散与铜生成了CuNi合金的α-单相固溶体。铜/镍界面的声子、电子态密度图表明，这种二元界面的导热性能优于金刚石/铜、金刚石/镍界面，界面处高比例的铜/镍界面连接是其高导热性能的重要原因。添加Ni箔中间层的SPS扩散连接接头界面，其热导率最高可达703.83 W/(m·K)，镍与铜的无限固溶使接头的导热性能提高。