用于锂离子电池的高镍三元材料由于成本低、能量密度高、可逆容量高、环境友好等优点，是现在以及未来车用动力电池首选正极材料。本文在综述了高镍三元材料的晶体结构特性和电化学特性的基础上，介绍了国内外主要制备方法、掺杂以及包覆等改性措施，重点讨论了不同种类包覆材料对高镍三元倍率性能、循环性能和高温稳定性能的影响。最后，针对高镍三元电解液、安全性、压实密度及循环寿命等问题进行分析与展望。

随着化石能源的过度使用和开采，随之而来的能源和环境问题也日益尖锐，而人们对能源的需求不减反增，因此寻求一种新型的绿色可持续能源是非常必要的。环境中的能量十分丰富，因此从环境中收集能量进行转化是十分有前景的方法。压电材料在受到外界作用发生机械变形时，能实现机械能向电能的转化，因此，压电式纳米发电机作为一种潜在的可持续、绿色能源，近年来受到广泛关注。从压电材料的分类入手，结合其制备方法、结构和性能等，对近年来一些研究成果进行了概述，详细评价了不同制备方法、结构对压电式纳米发电机压电性能的影响，并对今后发展进行了展望。

在核能和核技术的快速发展过程及应用中产生了大量放射性废水，其对生态环境会造成潜在的污染，因此对放射性废水处理技术的研究对保护环境有着重要的意义。氧化石墨烯及其复合材料具有比表面积高、官能团丰富、吸附能力强、化学稳定性好等优点，在放射性废水处理领域受到广泛关注。本文综述了近年来有关氧化石墨烯及其复合材料对水中放射性核素吸附的研究现状及进展，介绍了氧化石墨烯及其复合材料对放射性核素的吸附容量、吸附等温模型、吸附热力学、影响因素和吸附机理。最后分析了氧化石墨烯及其复合材料处理放射性核素在辐射稳定性和高吸附选择性等方面面临的问题和挑战，探讨了推动该类材料今后实际放射性废水处理中工程应用的重点研究方向，如完善的产业体系和积极研发相匹配的成套水处理工艺及设备等。

高熵合金涂层具有的良好热稳定性、耐高温性能使其成为高温涂层科学领域一个新的研究热点。激光熔覆技术制备高熵合金涂层的方法是获得其优越性能的制备方法之一。本文主要从涂层成分设计、组织结构、退火工艺与性能、耐高温氧化性能以及其他性能等方面综述了激光熔覆技术制备高熵合金涂层的最新研究成果，分析了当前激光熔覆技术制备高熵合金涂层存在的问题，提出了应从组元设计、基础理论、性能规律及加工工艺等方面完善科学研究体系，以期制备出性能优异的高熵合金涂层。

采用控温铸型连铸（temperature controlled mold continuous casting，TCMCC）技术制备C70250铜合金带坯，对带坯进行冷轧及不同温度和时间的时效处理，研究加工工艺与微观组织、力学性能及导电性能的关系，并揭示其机理。结果表明：TCMCC制备的C70250铜合金带坯具有粗大的柱状晶组织，横向晶界较少，经变形量97.5%的冷轧后形成了沿轧向的纤维条带状组织。当时效温度为450℃、时效时间为60min时，合金的抗拉强度为758MPa、导电率为54.5% IACS；与传统制备工艺相比，抗拉强度提高了5.3%，导电率提高了36.3%，实现了强度和导电率的同步提升。该条件下合金保留了纤维条带状组织并均匀析出了大量尺寸为6~10nm的Ni₂Si相，通过加工硬化和Orowan强化共同作用提高了合金的强度；且溶质原子得到充分析出，横向晶界较少，显著提高了C70250铜合金的导电性能。

高强度铝合金在车身上的应用将是未来汽车轻量化发展趋势。通过拉伸实验、电导率以及高分辨透射电镜研究了双级时效对汽车用高强铝合金组织性能的影响。研究结果表明：时效温度对综合性能的影响比时效时间的要大，双级时效参数中的第二级时效温度的影响最大，随着第二级的时效温度和时效时间增加，时效强化相的尺寸增加，力学性能下降，电导率增加。优化出的T76时效制度为120℃/6h+160℃/12h，时效强化相与基体完全共格，长度方向的尺寸约5~8nm，厚度方向的尺寸约3~5nm；优化出的T73时效制度为120℃/6h+170℃/12h，时效强化相与基体半共格，长度方向的尺寸约8~15nm，厚度方向的尺寸约4~8nm。

采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、电子背散射衍射系统（EBSD）、透射电子显微镜（TEM）、硬度测试、室温拉伸测试等研究挤压比对Al-0.68Mg-0.60Si合金组织与性能的影响。结果表明：随着挤压比的增大，T6态Al-0.68Mg-0.60Si合金型材基体内的强化相弥散质点的尺寸逐渐减小，弥散程度增加，小角度晶界占比呈下降趋势，但再结晶分数有所提高，当挤压比达到39.6以上，合金内部基本为立方织构。此外，在挤压变形过程中，随着挤压比（λ=26.8~55.7）的增大，合金型材的硬度、抗拉强度先上升再下降；当λ=39.6时，合金的抗拉强度达到最大值284.00MPa。

采用激光熔覆技术在S355海洋钢表面制备Al-Ni-TiC-CeO₂熔覆涂层，通过SEM、EDS、XRD、显微硬度计等手段分析其表面-界面形貌、化学元素分布、物相组成及显微硬度，并研究其在3.5%（质量分数）NaCl溶液中耐腐蚀磨损与应力腐蚀开裂（stress corrosion cracking，SCC）等性能。结果表明：熔覆涂层主要由增强相TiC和连续相AlNi₃，AlFe₃组成，表面较为平整，无明显裂纹，稀释率为5%。涂层表面显微硬度达到809.3HV_0.2，为基体的2.3倍。基体中交互作用主要以腐蚀加速磨损为主，而涂层中交互作用则以磨损加速腐蚀为主。基体材料与涂层的SCC敏感性分别为35.01%和17.69%，表明涂层能够明显抑制应力腐蚀开裂。

在不同温度下对均匀化处理后的Mg-5.3Gd-2.6Y-1.1Nd-0.3Zr（质量分数/%）镁合金进行挤压。利用光学显微镜和拉伸实验对比研究固溶态铸锭、不同挤压温度合金的显微组织和力学性能，采用析氢法、失重法和极化曲线实验综合测试合金在Hank's人体模拟液中的耐生物腐蚀性能，利用扫描电子显微镜观察腐蚀后合金的表面腐蚀形貌。结果表明：随着挤压温度的降低，合金的晶粒不断细化，强度及塑性不断提高，其中390℃温度下挤压得到的合金屈服强度达到223.4MPa，较固溶态铸锭（139.8MPa）提升约60%，且挤压后的合金在Hank's体液中具有更高的耐腐蚀性，随着挤压温度的降低，合金的耐蚀性先升高后降低，450℃挤压的棒材耐生物腐蚀性能最优，腐蚀速率为0.74mm/a。

采用Thermo-Calc热力学软件计算Q460FRW耐火钢的平衡态析出相。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜观察和分析Q460FRW耐火钢600℃保温处理前后的基体与析出相演变。结果表明：600℃下的平衡态析出相由M₇C₃，M₂₃C₆（M=Fe，Cr，Mo，Mn）和MX（M=Nb，Ti；X=C，N）构成。热机械控制工艺下，组织主要由粒状贝氏体和针状铁素体构成。600℃保温处理后，粒状贝氏体中的M/A组元逐渐分解，针状铁素体逐渐转变为块状铁素体。随600℃下保温时间的延长，富Cr/Mn的M₇C₃相尺寸持续增加，富Nb/Ti的MX相尺寸在小幅度增加后保持稳定，未发现M₂₃C₆型析出相。在保温过程中，Mo主要以固溶态存在，其对耐火性能的作用主要为固溶强化。

采用球磨法制备Mg₂Ni-Ni-5% RE_xO_y（CeO₂，Nd₂O₃，Tb₄O₇）复合材料。通过XRD，SEM，面扫描能谱分析，电化学及动力学测试系统研究材料的组织及储氢性能。结果表明：添加稀土氧化物后复合材料的结晶程度降低，稀土氧化物催化剂在合金表面分布均匀。复合材料的最大放电容量明显提高，含Tb₄O₇样品室温下最大放电容量达871mAh·g^-1，且具有较高循环稳定性。CeO₂及Tb₄O₇催化剂可有效提高合金电极表面电荷转移能力，增大氢原子在合金内部的传输速率。稀土氧化物催化剂还可提高复合材料的气态吸氢容量，其中含Tb₄O₇样品的吸氢量最高，在250℃时吸氢量达到2.02%（质量分数），但在较低温度时吸氢速率稍慢。稀土氧化物的催化作用主要与稀土离子的变价特性有关，离子的易变价性越强，则催化活性越高。催化活性由大到小的顺序为Tb₄O₇ > CeO₂ > Nd₂O₃。

与陆生植物不同，海藻中含有海藻酸和海藻酸盐，其中海藻酸盐主要以海藻酸钙、海藻酸镁等形式存在于细胞壁中。以马尾藻、浒苔、龙须菜、裙带菜、海带和石莼6种海藻为原料，对海藻炭化后得到的碳产物进行盐酸酸洗，除去海藻酸盐中的钙、镁等离子，形成"蛋盒"式初始孔结构，然后采用KOH活化法制备海藻基超级活性炭，研究酸洗预处理对海藻基活性炭孔结构特性以及电化学性能的影响。结果表明：对海藻炭化产物酸洗预处理，不仅明显增大了海藻基活性炭的比表面积，还大幅度提高了活性炭中介孔的含量。海藻基活性炭的电化学性能得到明显改善。

利用水热法设计并成功地制备了NaV₆O₁₅纳米带，将纳米带在空气中退火，350℃时得到了NaV₆O₁₅纳米杆，其长度和直径分别为500nm和100nm。NaV₆O₁₅纳米杆作为超级电容器的电极材料，其电化学性能较未退火处理的纳米带有显著提高，在300mA/g比电容较高为402.8F/g。并且它具有良好的循环稳定性（扫描速率为100mV/s，1000次后电容保持约为80%），原因是退火将非晶态NaV₆O₁₅转变成了晶态的NaV₆O₁₅。这些发现可能进一步拓宽NaV₆O₁₅基材料在高性能超级电容器、水充电锂电池和锂离子电容器中的应用。

利用水热法成功合成了纯ZnFe₂O₄和不同含量Ni掺杂Zn_1-xNi_xFe₂O₄纳米颗粒。采用X射线衍射（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、选区电子衍射（SAED）、X射线能量色散分析（XEDS）、紫外可见吸收光谱（UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和振动样品磁强计（VSM）等测试技术研究掺杂浓度对Zn_1-xNi_xFe₂O₄（x=0，0.1，0.3，0.5）样品的晶体结构、形貌、光学性能和磁学性能的影响。结果表明：所制备的Zn_1-xNi_xFe₂O₄纳米颗粒结晶良好，Ni²⁺以替代Zn²⁺的形式掺杂到ZnFe₂O₄晶格中，生成立方尖晶石结构ZnFe₂O₄。随着Ni含量的增加，晶粒尺寸增大，晶格常数发生收缩。样品的形貌呈不规则的椭球形，且颗粒大小比较均匀。红外光谱的吸收峰位置并没有随Ni掺杂浓度的增加而变化。Zn_1-xNi_xFe₂O₄纳米晶的光学带隙随Ni掺杂浓度增加而增大，与相应块体相比发生蓝移。在室温下，纯ZnFe₂O₄纳米晶呈现超顺磁性，掺杂样品具有明显的铁磁性。

以Bi₂O₃-Sm₂O₃-MoO₃为原料，使用固相反应法，制备BiSmMoO₆微波陶瓷，对浆料的流变性能、流延膜的微观结构和相组成进行表征。结果表明：在选择乙醇/异丙醇为溶剂的前提下，浆料在pH=6，固相含量为60%（质量分数，下同），添加剂分别为2%的磷酸三丁酯分散剂，8%的PVB黏结剂，4.8%的聚乙二醇增塑剂时，流延浆料具有优异的流变学性能。烧结后流延膜片微观结构致密，物相组成相比于压制成型样品没有改变。

以氧化铝、石英粉和电熔镁砂为主要原料，以纸浆废液为结合剂，通过原位反应烧结制备复相高强隔热陶瓷，研究MgO添加量对所制备多孔陶瓷的显气孔率、抗折强度、耐压强度和抗热震性能的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和电子万能试验机对材料的物相组成、显微结构和力学性能进行表征，并对多孔陶瓷的显气孔率和抗热震性能进行测试。结果表明：5%（质量分数）电熔镁砂与氧化铝、石英粉在1450℃下原位反应烧结3h可制备得到刚玉-镁铝尖晶石-莫来石多孔复相陶瓷，耐压强度达270.25MPa，抗折强度超过45MPa，同时显气孔率达26.46%，常温导热系数为1.469W·m^-1·K^-1，隔热性能良好，且3次热震后的残余抗折强度保持率超过27%，是极具应用前景的工业窑炉内衬材料。其中MgO含量变化会直接影响该多孔陶瓷三相组成、相形态、气孔孔径及分布，使得多孔陶瓷抗折强度、耐压强度和抗热震性能呈现非单调变化的规律。

在室温下对形状记忆聚氨酯进行不同应变率下的单调拉伸实验，结合红外测温仪对试样表面温度进行同步监测，研究拉伸过程中的热力耦合效应。结果表明：当应力达到屈服峰后，分子链解缠导致了屈服软化，同时分子链之间的摩擦诱发了局部化温升；随着载荷继续增加，分子链在拉伸方向优先取向导致应变硬化发生，响应的应力和温度不断升高。同时发现，屈服峰和局部化温升均随着应变率的增加而显著增加，然而材料耗散生热诱导的应变软化和应变硬化之间存在竞争机制，使得局部化塑性流动过程对应变率的敏感性降低。基于有限元软件ABAQUS建立板状试样拉伸的有限元模型，对形状记忆聚氨酯的拉伸变形进行热力耦合分析。通过比较不同时刻的塑性应变场和温度场云图发现，局部化的塑性流动和温升均从初始缺陷处萌生，并逐渐向中间移动直至扩展到整个试样。进而提取不同加载速率下的平均温升曲线与实验结果进行了对比，发现二者吻合度较高。

为制备兼具力学性能和电磁吸收性能的结构型吸波材料，采用真空辅助成型工艺设计制备一种以羰基铁粉（CIP）为吸收剂，玻璃纤维（GF）为透波层，碳纤维（CF）为反射层，环氧树脂（EP）为基体的吸波复合材料。研究了不同质量比CIP/EP对吸波复合材料力学性能和微波吸收性能的影响。通过FTIR和DSC分析可知CIP未与EP发生化学反应。SEM结果表明CIP能够在EP树脂基体中均匀分散，不趋向于纤维表面。力学测试分析结果显示：当CIP/EP质量比达到30%时，CIP/GF/CF/EP复合材料的力学性能最佳，拉伸强度为347.56MPa，拉伸模量为25.99GPa，较纯GF/CF/EP复合材料提升了4.3%和5.7%；弯曲强度为339.6MPa，弯曲模量为23.7GPa，较纯GF/CF/EP复合材料提升了18.2%和71.2%。矢量网络分析可知复合吸波板的吸波性能随CIP含量的增加而增加，且吸波损耗反射峰值朝低频段移动。

尼龙无纺布增韧层能在保证良好工艺性能的前提下，显著提高纤维复合材料（carbon fiber reinforced polymer，CFRP）的断裂韧度，但其机制还不明晰。引入一种反映尼龙无纺布增韧层（polyamide non-woven fabric，PNF）厚度和力学特性的内聚力模型，建立PNF/CFRP复合材料分层损伤产生与扩展的力学模型，通过双悬臂梁弯曲实验和验证，得到如下结论：增韧层的厚度对复合材料Ⅰ型分层的峰值载荷几乎没有影响，增韧层厚度为20μm时，复合材料分层扩展阻力最大；界面最大法向应力分布可有效反映裂纹扩展前沿形貌，分层扩展开始后，其前沿形貌保持一致；在相同的外力载荷下，随着PNF/CFRP复合材料铺层从[0₁₂/0₁₂]变化到[0₁₂/90₁₂]，其Ⅰ型分层的峰值载荷和扩展距离不断减小。

利用高温旋转黏度计，采用梯度降温的方法，研究CBT（环形对苯二甲酸丁二醇酯）树脂与CBT/催化剂混合体系在特定条件下的流变性能。结果表明：采用梯度降温方法可准确获得CBT纯树脂的真实表观黏度。CBT树脂的表观黏度随温度的降低而升高，随转速的加快而降低，在170~180℃下呈现出明显的剪切变稀现象。CBT/催化剂混合体系的反应速率随催化剂浓度的增加而加快。相同浓度下，锡含量较高的CBT/T9体系相对CBT/DBTL体系反应速率更快。较高的温度使催化剂的挥发程度加剧，结晶速率变慢，导致CBT/催化剂混合体系的反应速率随温度升高而变慢。最后研究了催化剂种类、浓度和成型温度对成型窗口时间的影响。

基于轴向和45°偏轴加载实验，分别获得2D-SiC/SiC复合材料在单一轴向应力和复合应力状态下纤维束轴向方向上的拉伸、压缩和面内剪切应力-应变行为，计算分析材料在复合应力状态下的损伤耦合力学行为。结果表明，在45°偏轴拉伸和压缩复合应力状态下材料损伤耦合力学行为的起始应力分别约为40MPa和-100MPa。复合应力状态下材料纤维束轴向方向上的拉伸损伤和面内剪切损伤进程间具有相互促进作用，面内剪切损伤对压缩损伤进程具有促进作用，但是压缩应力分量对面内剪切损伤进程具有明显的抑制作用；上述损伤耦合作用随着应力水平的增加而越发显著。由试件断口电镜扫描结果可知，复合应力状态下材料纤维束轴向方向上3个应力分量对材料内部0°/90°和45° 3种取向基体裂纹开裂损伤进程的影响作用，是2D-SiC/SiC复合材料产生损伤耦合力学行为的主要细观损伤机制。