利用飞秒激光与玻璃的非线性相互作用, 可以对玻璃进行空间空间选择性微观改性修饰, 赋予新的光功能. 本文介绍飞秒激光的特点及其对玻璃微结构的改性, 以及近年来利用飞秒激光进行玻璃的缺陷控制、光活性离子(稀土、过渡和重金属离子)价态操作、微晶析出与折射率调控及其在光开关、波分复用、波导型有源器件、光子晶体等微光学器件的制备及光学集成领域应用的进展.

用销-盘式高温摩擦磨损实验机研究了LF3铝合金及三维网络SiC(体积分数分别为10%、20%、30%)增强LF3铝基复合材料的干摩擦磨损性能,测量了复合材料及基体合金在室温和温(25－300℃)条件下的摩擦系数和磨损率, 用扫描电镜(SEM)观察其磨损表面,研究了三维络SiC对铝合金磨损机制的影响. 结果表明:复合材料的干摩擦磨损性能远优于基体合金(LF3), 而且随着温度的升高,复合材料的抗磨损性能明显提高.三维网络SiC在磨损表面形成硬的微凸体起承载作用,同时其独特的结构制约基体合金的塑性变形和高温软化,并保护在磨损表面形成的氧化膜. 在相同实验条件下,复合材料的摩擦系数、磨损率随着增强体的体积分数的增加而降低.复合材料的摩擦系数在滑行过程中的稳定性明显高于基体合金.

对在应力控制下预疲劳卸载的热轧态30CrMnSiA钢样品进行高密度脉冲电流处理后,得到了细小均匀的等轴晶组织, 晶粒尺寸远小于热轧样品的晶粒尺寸.处理后样品的疲劳寿命显著提高.高密度脉冲电流使疲劳形成的位错产生运动, 当刃型位错的距离达到临界距离时,位错发生湮灭, 使局部的位错密度梯度增大,在位错密度低的地方发生再结晶形核, 使钢发生再结晶.

用机械球磨Fe2 O3--NiO氧化物和氢气还原原位合金化法,制备出纳米γ--Ni--xFe (x = 20%～39%, 质量分数)合金,并通过XRD、TEM、SEM、BET等方法研究了材料的微观结构与制备条件的关系.结果表明: 当氢气还原原位合金化的温度为600～700℃时, 合金化完全,Ni--Fe合金的晶粒尺寸为15～55 nm, 平均颗粒尺寸小于100 nm;在30 K至室温范围内, 块体纳米Ni--Fe合金的各向异性磁电阻率(MR)随温度的降低线性地增加. 室温MR=0.98%, 在50K,MR值达8.7%, 高磁电阻的原因可能是纳米Ni--Fe合金强烈的磁相关界面散射.

以水玻璃为溶胶、以SiO2气溶胶粉末和磁性γ-Fe2O3粉末为填料,通过浸渍挂浆、凝胶、无机化等步骤,对三维连通网络陶瓷的介电常数和磁导率进行了改性. 结果表明,填加SiO2气溶胶粉末可以有效降低网络陶瓷的介电常数,控制SiO2气溶胶的填加量可以实现网络陶瓷介电常数的连续可调.填加磁性材料亦可以在一定范围内改变网络陶瓷的磁导率.在水玻璃溶胶浆料中加入不高于10%(质量分数)的SiO2气溶胶粉末,可使网络陶瓷的抗压性能显著提高; SiO2气溶胶粉末的填加量大于10%后,溶胶在网络陶瓷骨架表面及SiO2颗粒之间难以形成连续结合而使网络陶瓷的抗压强度下降.

研究了泡沫铝层合梁三点弯曲的载荷(P)--位移(δ)曲线、变形过程及面板破坏、夹芯剪切破坏、凹陷破坏等破坏模式.用极限载荷公式得到的计算值与实验值符合良好.实验所得的加载和卸载刚度(P/δ)与计算结果吻合较好.泡沫铝层合梁具有较低的密度((0.42～0.92)×103 kg/m3和很高的弯曲比刚度(E1/2/ρ). 利用极限载荷公式建立了破坏模式图.

用旋转圆盘实验机研究了Fe-25Mn-6Si-7Cr形状记忆合金空蚀. 结果表明,Fe-25Mn-6Si-7Cr形状记忆合金空蚀是一种疲劳破坏,失效机制为沿晶断裂和晶内蚀坑.Fe-25Mn-6Si-7Cr形状记忆合金空蚀的速度效应小,抗空蚀性能在34 m/s和45 m/s速度下分别是对比材料0Cr13Ni5Mo不锈钢的1.6倍和7.3倍.伪弹性是Fe-25Mn-6Si-7Cr形状记忆合金具有高抗空蚀性能的主要原因.

制备了高温稀土永磁材料SmCobalFe0.26Cu0.05Zr0.026) 7.0，研究了磁性能与工艺条件的关系. 结果表明:提高烧结温度可使材料的Br和（BH）max增大,但是使H ci降低; 适当提高真空预烧温度,可使材料在较低烧结温度下致密化, 具有较高的H ci和（BH）max和温度稳定性. 真空预烧温度过高使性能的急剧降低, 其主要原因是Sm的析出.在最佳工艺条件下材料的磁性能参数分别为: Br 1.08 T, H ci 2286 kA/m,Hcb 932 kA/m, （BH）max 220.8 kJ/m3;β20-200℃为-0.19%/℃.

研究了Ti-45Al-10Nb(原子分数, %)合金在800～960℃在氧气和空气中的氧化行为. 结果表明, 该合金具有较好的高温抗氧化性能,其氧化增重速率与铁基耐热不锈钢相似或略优. 与Ti-50Al合金相反,Ti-45Al-10Nb合金在空气中的氧化增重速率明显低于在纯氧中的氧化增重速率.X射线衍射与能谱分析表明,Ti-45Al-10Nb合金在氧气中的氧化产物主要有TiO2和Al2O3,但在空气中的氧化产物中有TiN相. 这是降低氧化速率的主要原因, 同时,合金元素Nb稳定了氧化层中的TiN相, 因而提高了合金在空气中的抗氧化性能.

用单辊搅拌(SRS)实验机进行了A2017合金的半固态凝固实验,研究了A2017半固态合金组织的形成机理.在轧辊剪切力的作用下在轧辊粗糙表面生长初始枝晶, 破碎后形成自由晶,自由晶自由运动和生长形成细小均匀的A2107合金球形组织.在710～750℃内浇注, 可制备出具有细小、均匀球形组织的A2017半固态合金.使用在辊--靴型腔出口处的扩展成形模可实现A2017合金半固态连续扩展成形,使半固态成形与扩展挤压相结合, 通过控制浇注温度得到了表面状态良好的断面尺寸为14 mm×25 mm的A2017扁型材料.用半固态扩展挤压方法得到的材料断裂强度为280 MPa(比国标值提高100 MPa), 延伸率为49%(比标准值提高29%).

用晶胞平移和分子动力学模拟建立了Zr41Ti13.8Be22.5Ni17.5Cu5.2晶态和非晶合金的原子结构模型，利用递归方法研究了Zr41Ti13.8Be22.5Ni17.5Cu5.2晶态及非晶态合金中元素的替代行为。Be与B、Al、Si状态密度形状相似表明Be与B、Al、Si具有相似的性质，可以用Al、B、Si代替 Be；非晶态相对于晶态的结构能差表明，用Al、B、Si代替Be后均使合金的非晶形成能力下降，只是Al、B下降的幅度较小；用Al、B替代Be，再用其它过渡金属替代Cu、Ni或Zr、Ti可使非晶形成能力达到含Be合金的水平。

系统研究了Al72.5Fe14.5Ni13和Al71Fe5Ni24铸态合金的相组成, 发现其中分别存在D-Al72.6Fe14.6Ni12.8和D’-Al70.5Fe10Ni19.5两种十次准晶, 它们各自与AlFe和AlNi二元十次准晶的理想成分和探索准晶新成分有一定的指导作用.

研究了室温下不同有序度的Ni3Fe在真空和氢气气氛中的力学性能及断口形貌特征. 结果表明: 具有不同有序度的Ni3Fe在真空中拉伸时, 均不发生土环境氢脆; 但在氢气中氢对其有强烈的脆化作用, 且其敏感性随着有序度的增加而加剧. 扫描电镜观察表明: 在真空中或H2中拉伸时, 无序Ni3Fe的断口都为韧性穿晶断口, 而在氢气中拉伸时, 1000 h有序化Ni3Fe为100%沿晶脆性断口, 但是有序化10 h和200 h的Ni3Fe的断口为穿晶和沿晶混合断口.

用热压方法在850~1000℃制备出低温烧结AlN/硼硅酸盐玻璃复合材料, 研究了玻璃的高温行为及其对AlN的润湿能力, 分析了颗粒配比对复合材料烧结致密化的影响, 探讨了影响复合材料热导率的因素. 结果表明: 引入对AlN润湿良好的硼硅酸盐玻璃, 可将烧结温度降低到1000℃以下; 采用适当的AlN和玻璃粉体的粒径比有利于提高复合材料的烧结致密化程度.具有均匀显微结构的低温烧结AlN/玻璃复合材料具有良好的热导性能, 其热导率高于10W/(m.K).

用电沉积法制备了以Ni为主的多元合金活性阴极涂层, 其表面形貌为球状堆积, 有利于气体溢出, 减少气泡帘电阻, 降低气体析出电位. 该合金涂层由于本身对气体析出具有催化活性, 析氢电位低、与基体结合力强、抗停断电能力强并且使用寿命长.

观测了激光熔敷NiCrBSi合金涂层的显微结构, 研究了涂层与不锈钢基体的结合方式和时效处理对其组织结构和显微硬度的影响. 用5kW连续二氧化碳激光器对不锈钢上等离子喷涂NiCrBSi合金层进行重熔. 涂层的显微结构为细化树枝晶, 由γ基体与γ/γ’和NiB的共晶组成. 面心立方γ基体晶格常数是0.3572 nm. 时效处理后的合金层由析出γ’沉淀强化相的针状和羽毛状马氏体组成, 时效使显微硬度值显著提高.

采用均匀颗粒成型法(Uniform Droplet Spray-UDS)制备出Sn-5%Pb合金微粒, 颗粒的粒度分布均匀, 性能一致. 用非绝热容量法测量了在N2-2%H2气氛下Sn-5%Pb微粒的焓, 并分析了颗粒的显微结构, 结果表明: Sn-5%Pb微粒具有较大的过冷度和亚稳态结构.

研究了添加少量富铈混合稀土的AM60B+xRE及AZ91D+xRE合金(x=0.4、0.8、1.2、1.6和2.0%, 质量分数)固溶处理后的显微组织与机械性能. 结果表明, 添加混合稀土能显著提高合金的抗拉强度σb和屈服强度σ0.2, 固溶处理明显提高AZ91D+xRE合金的强度; AM60B+xRE及AZ91D+xRE合金的铸造态组织由α(Mg)固溶体、杆状Al11RE3颗粒状Al10Ce2Mn7相以及网状Mg17Al12相组成, 经过固溶处理后, 网状Mg17Al12相完全溶解, 只剩下热稳定性较高的Al11RE3相和Al10Ce2Mn7相, 随固溶时间的延长, 其形态略有改变. AM60B+xRE合金拉伸试样断口呈带局部韧窝的准解理断裂形式, 而AZ91D+xRE合金则呈现沿晶断裂+解理断裂的混合断口形态.

采用分散聚合反应制备出微米级单分散聚苯乙烯微球, 研究了在分散聚合反应中多种因素对微球粒径的影响. 结果表明: 分散稳定剂用量的增加使聚苯乙烯微球的粒径减小, 单体和引发剂用量的增加使聚苯乙烯微球的粒径则增大. 分散稳定剂和单体用量是影响聚苯乙烯微球粒径分布的两个主要因素. 反应介质极性的加强使聚苯乙烯微球的粒径减小, 而反应体系温度的升高则使聚苯乙烯微球的粒径增大, 但是反应介质的极性和反应温度对粒径分布的影响很小.