连续碳化硅纤维增强碳化硅（SiC_f/SiC）陶瓷基复合材料具有轻质、高强韧、耐高温、抗氧化等优异的综合性能，是在航空涡轮发动机热端部件和新型空天飞行器防热结构等领域具有广泛应用前景的先进材料。本文从SiC_f/SiC复合材料的四大组成单元出发，综述了SiC纤维、界面相、SiC基体和环境障涂层（EBC）制备技术研究进展，并提出了SiC_f/SiC复合材料未来发展需要突破的瓶颈问题。目前第三代SiC纤维具有近化学计量的C/Si比，并且具有优异的高温力学性能和耐温性能。界面相的结构和抗氧化性能对SiC_f/SiC复合材料在高温有氧环境下的力学性能起着决定性作用，探索与SiC相匹配且具有优异抗氧化性能的新型界面相，并且实现连续均匀制备，是界面相发展的研究重点。SiC_f/SiC复合材料常用的制备方法主要有PIP法、CVI法和RMI法，但是单一方法已经无法满足复合材料的性能需求，由此研究者主要开展了CVI-PIP联用工艺制备SiC_f/SiC复合材料的工艺参数、微观结构和力学性能等研究。环境障涂层作为防止SiC_f/SiC复合材料受到外界环境侵蚀的屏障，在第三代Si/Yb₂Si₂O₇环境障涂层体系基础上，通过补充Si源、自愈合等策略可制备得到高可靠、长寿命的环境障涂层，从而提高SiC_f/SiC复合材料构件的服役寿命。为了实现SiC_f/SiC复合材料的广泛应用，未来还需要在复合材料结构设计、低成本制造、新型抗氧化界面相开发、抗开裂、抗剥落的新型环境障涂层研制、失效分析与寿命预测等方面开展进一步的研究工作。

随着航空、航天、航海等领域的发展，高端装备的服役条件愈加苛刻，对制造业的发展提出了更高的要求。增材制造技术，又称为3D打印技术，相较于传统制造技术在复杂形状结构制造方面优势显著，有望实现三维空间内特定位置的打印和独特性能的结构打印。激光熔丝定向能量沉积（wire-based laser directed energy deposition， W-LDED）技术作为增材制造技术的重要分支，具有高效率、高精度和高材料利用率等显著优势，在高端装备制造领域具有广阔的应用前景。尽管W-LDED技术具有诸多优点，但其工艺参数选择、多次热循环以及制造过程精确控制和可重复性等方面仍存在诸多挑战，沉积质量和制造稳定性受多种因素影响，如何解决这些现状难题是当前国内外的研究重点。基于此，本文从工艺参数优化、沉积质量分析和组织成分调控三个方面对W-LDED技术的研究现状进行了详细介绍，分析了不同参数对成形质量和制造稳定性的影响，提出了优化策略，进一步总结了W-LDED技术当前的应用场景，并对该项技术的未来发展趋势提出了设想，包括材料创新设计与发展多功能复合材料、成形机理研究、建立工艺-缺陷-组织性能预测模型、增/减材一体化制造新方法和大尺寸、高精度、多功能装备开发。

氧化锆增韧氧化铝（zirconia toughened alumina，ZTA）陶瓷与单相Al₂O₃和ZrO₂陶瓷相比具有优异的力学性能，在电子、生物医疗、半导体等高端工业领域显示出更广阔的应用前景。本文结合ZTA陶瓷的增韧机制，梳理并总结了近期国内外关于ZTA陶瓷的粉体制备、烧结方法和第三相引入等三方面的研究进展，重点分析了利用多种烧结技术和制备工艺在ZTA陶瓷中引入第三相的作用，最后指出粉体的纳米化、先进烧结技术的精细控制以及探索第三相对微观组织的调控是未来研究的重点方向。

采用熔融渗硅工艺制备SiC_f/SiC复合材料，研究试样在水氧腐蚀环境中的氧化行为。结果表明：经800 ℃和1200 ℃水氧腐蚀400 h后，不含环境障涂层（environmental barrier coatings，EBC）的试样弯曲强度保留率分别为78.8%和74.9%，含EBC的试样弯曲强度保留率分别为95.9%和93.0%。EBC的存在能够有效地阻碍材料与水氧腐蚀介质大面积直接接触，避免复合材料力学性能明显降低。800 ℃时BN界面层氧化是导致SiC_f/SiC复合材料力学性能下降的主要原因。1200 ℃不含EBC试样经水氧腐蚀400 h后界面层部分消失，纤维与基体之间出现空洞，失去保护纤维的作用，同时部分界面层将纤维与基体粘连起来。BN界面层氧化、SiC纤维与基体氧化的共同作用是造成复合材料力学性能下降的主要原因。

轻量化是航空航天领域永恒的主题。TiAl合金的密度为3.9~4.2 g/cm³，是镍基高温合金的1/2，其兼具轻质与耐热的优异性能，在航空航天装备热端构件制造方面具有重要的应用价值。然而，TiAl合金具有本征脆性，存在室温塑性低和热变形能力差等问题，造成加工与成形难度大、成本高，限制了其大规模应用。本文在回顾总结TiAl合金发展历程及应用现状的基础上，综述了TiAl合金的铸造、粉末冶金、热塑性成形、增材制造等热成形技术的研究进展，其中重点讨论了热塑性成形技术，包括包套挤压、等温锻造、近等温锻造和包套轧制等。现有塑性成形技术存在的问题主要是TiAl合金塑性差、成形难度高、成形效率低以及性能不足，今后TiAl合金塑性成形的发展方向应是高效率、低成本近净成形，同时提高材料的利用率和力学性能。

随着新能源汽车的快速发展和大规模储能的应用，锂离子电池面临资源短缺及价格波动等市场风险。相比之下，钠离子电池因其资源丰富等优势而迎来了全新的发展机遇，有望在大规模电化学储能和低速电动汽车领域与锂离子电池形成互补。然而，尽管钠离子电池研究热度呈爆发式增长，商业化步伐在国内外已经起步，具备了一定的市场和技术条件，但与成熟的锂离子电池体系相比，依旧存在诸多挑战。本文主要从商业化角度出发，简要概述了钠离子电池的发展历史与产业现状。基于现有的储钠电极材料体系，重点分析了当前钠离子电池关键的正/负极材料、成本及应用前景。最后，对未来的发展机遇与挑战进行了展望，旨在为钠离子电池产业的进一步发展提供参考。

提出一种7075铝合金非等温固溶-锻造一体化热成形工艺。将固溶后铝合金直接放入温模中进行锻造，然后淬火并进行人工时效处理，通过构建温度-时间-性能（temperature-time-property，TTP）曲线，研究本工艺下入水温度和时效参数对7075铝合金微观组织和性能的影响，并结合机器学习对关键工艺参数进行优化匹配。结果表明：TTP曲线鼻端温度为315 ℃，合金时效后力学性能随入水温度的升高而升高，非等温锻时效后会出现双峰现象。在入水温度为380 ℃时，最佳时效参数为115 ℃-26 h，峰值硬度为182.38HV。训练后BP神经网络预测准度为94.9977%，对模型预测的最优工艺参数进行实验验证表明，其预测相似度为96.9%。与传统锻造工艺相比，本工艺能够在减少工序、降低能耗的同时，获得比传统锻造T6态7075铝合金更高的力学性能。

对6061铝合金坯料进行固溶淬火处理，固溶热处理制度为550 ℃/30 min，将淬火后合金在140 ℃下人工时效6~18 h，得到预强化（pre-hardening， PH）坯料。通过室温杯突实验与室温单轴拉伸实验评估6061铝合金预强化坯料的成形性能与力学性能，并进行帽形梁零件冲压试制实验，以验证该技术在工程应用中的可行性。结果表明：PH-12 h预强化铝合金坯料的屈服强度比O态铝合金坯料高186 MPa，抗拉强度比O态高215 MPa，而伸长率和杯突值与O态相近。PH-18 h预强化铝合金经10%变形后最高抗拉强度可达391 MPa，远高于T6态铝合金，说明预强化铝合金坯料兼具良好的强塑性。此外，使用预强化坯料成形的帽形梁零件的抗拉强度和屈服强度均高于T6态铝合金。

锂离子电池已成为能源领域不可或缺的重要储能体系。开发具有高能量密度、长寿命、低成本的锂离子电池是当今电池科研领域的一项核心挑战。硅材料有着4200 mAh·g^-1的理论容量及低廉的成本，使其成为最有潜力的负极候选材料之一，然而硅在充放电循环中高达近300%的体积膨胀严重阻碍了其商业化进程。迄今为止，硅碳负极材料的制备技术已经历3次迭代。本综述介绍了CVD法在三代硅碳负极材料制备中的应用，并从材料结构设计、实验方法、反应过程机理、材料性能等方面展开讨论。最后，总结了三代硅碳负极材料制备技术的优势及劣势，并对未来高能量密度锂离子电池中硅碳负极的发展趋势进行了展望。

NiTi形状记忆合金（shape memory alloys，SMAs）因其独特的超弹性和形状记忆效应得到了广泛应用。然而，传统制造方法难以制备复杂形状和精确调控微观组织的NiTi合金。电弧增材制造（WAAM）技术因其逐层沉积的特点，为NiTi合金的制备提供了新的解决方案。本文综述了电弧增材制造 NiTi形状记忆合金的研究进展，着重探讨了工艺参数对其微观组织、相变行为及力学性能的影响。分析了不同电弧工艺（如熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊和冷金属过渡）在制备NiTi合金时的优缺点，并总结了电弧增材制造技术在成型质量、相变温度调控和力学性能方面的最新成果。重点探讨了电弧增材制造逐层沉积过程中，由高热输入、低冷却速率和重复热循环导致的显著微观结构不均匀性和氧化问题，这对力学性能及超弹性表现产生了不利影响。针对该问题，提出了通过工艺优化、主动冷却、引入第三元素及热处理等手段来改善材料均匀性的策略。此外，本文还讨论了NiTi合金与其他金属的异质结构设计，指出电弧增材制造制备多材料复合结构在高性能器件中的潜力。尽管电弧增材制造在制备复杂形状和多材料结构方面具有优势，但仍面临氧化、元素蒸发及层间结合性差等问题。未来研究需聚焦于热处理优化与微观组织调控，开发新型多金属复合材料，探索提高界面结合性和抗氧化能力的创新手段，以进一步提高NiTi合金的性能并扩大其应用领域。

多丝电弧增材制造技术具有成本低、效率高等优势，尤其在成分设计与调控方面具有高度的灵活性，成为制备大型金属结构件的主流技术之一。多个丝材（同种或异种）同时进给，在熔池中实现原位合金化，该方法为复杂成分的先进金属材料的制备过程提供了可行性路径。本文综述了国内外多丝电弧增材制造制备高性能钛合金、铝合金、不锈钢等传统材料以及功能梯度材料、高熵合金、金属间化合物等先进金属材料的研究进展。针对多丝电弧增材制造成形构件微观组织不均匀、力学性能存在各向异性以及成形精度不足等问题进行讨论。提出了建立多丝电弧增材制造工艺窗口、多种工艺耦合以及建立成形过程监测和控制系统等发展方向，为多丝电弧增材制造工艺改进与发展提供理论依据。

电弧增材制造（wire arc additive manufacturing，WAAM）以电弧为载能束逐层熔化金属丝材，适合中大尺寸复杂金属构件的快速制造，因其成形效率高、制造成本低、材料利用率高等优势，在航空航天、国防领域具有广阔的应用前景。残余应力与变形调控是推进金属构件WAAM高效、高质量发展与应用必须解决的关键科学与技术难题。本文探讨了WAAM残余应力与变形的产生机制及影响因素，分析对比了残余应力与变形的实验测量与数值模拟方法，并对WAAM沉积前、中、后不同阶段控制残余应力与变形的方法进行了系统总结。最后指出数值模拟、机器学习、现场诊断及控制是未来WAAM残余应力与变形调控的重点研究方向。

针对成型件高精度控形与低损伤控性的实现需求，以及在增加熔敷量的同时达到热源热、质、力深度解耦的目标，多电极电弧焊接/增材技术已逐渐成为学术界与工业界共同关注的热点。本文对多电极电弧工艺的发展历程进行了系统综述，全面梳理了多电极电弧焊接与增材领域的前沿研究成果，并对多电极电弧中不同类型的耦合电弧进行了分类总结，多电极电弧系统通过引入多个电极，实现了对耦合电弧热质力传输过程的更精细调控，有助于优化沉积层的成形质量，降低缺陷，提高制造精度。强调了不同类型多电极电弧工艺在热源和电极排布方式，热质力解耦传输特性的区别，总结了焊接过程参数对耦合电弧稳定性的影响机制，最后，本文提出了适用于电弧熔丝增材制造领域的多电极电弧特性，探索复合材料构件的高性能制造，搭建新型多电极电弧技术的工艺数据库，为耦合电弧和多电极电弧增材制造技术的应用推广提供有价值的参考。

近年来钠离子电池已成为全世界的研究热点，并逐步走向产业化。然而它们在性能上仍存在不足，包括相变、结构退化和电压平台等问题。因此，研究开发性能更加优异的正极材料对钠离子电池的容量和能量密度起着至关重要的作用。本文详细介绍了主要的3类钠离子电池正极材料：过渡金属氧化物、聚阴离子以及普鲁士蓝，分别阐明了各类材料在不同领域的优势，以及目前仍存在的一些局限性，同时列举了一系列目前已经证实可以用来解决钠离子电池容量低、能量密度低等缺点的改进方法和手段。此外又通过调研各公司对钠离子电池正极材料的投资和布局，分析了目前3种体系的产业化路线和发展现状并对目前的总体研究进展和未来发展方向做出了总结和讨论。未来钠离子电池随着基础研发的逐渐完善，工业化程度逐步加深，有望逐步走进日常生活中。

通过添加燃速催化剂可以影响氧化剂的分解进而有效调控固体推进剂的燃速。MOFs因其在催化高氯酸铵（ammonium perchlorate，AP）热分解中的良好特性开始崭露头角，现有研究更多集中在金属中心的改变，并未讨论配体对催化过程的影响。本工作通过使用3种不同的配体（2-甲基咪唑，对苯二甲酸和1，2，4，5-苯四胺）制备了3类Co基配合物（Co-CP）催化剂，分别讨论了对AP热分解行为的影响。结果表明，由于配体的差异导致3种Co-CP作用在AP的分解行为存在显著差别。Co-ZIF可以显著降低AP分解温度的同时提升体系放热；Co-BDC由于相对较高的热稳定性影响了催化AP热分解效果；Co-BTA可以通过配体分解释放NH₃导致AP的低温分解的延后。通过热重-红外联用（TG-IR）测试捕获了反应过程中的气相产物，进一步探索并讨论了不同Co-CP催化AP分解的可能机理。该研究提供了一种金属配合物类燃速催化剂的设计思路。

针对铝合金构件在生产或服役过程中出现的大尺寸裂纹或磨损缺肉等问题，提出了连续送丝搅拌摩擦增材再制造方法，设计了由专用送丝装置、静止轴套与螺杆结构搅拌头组成的搅拌摩擦增材再制造工具，实现了高强铝合金板材表面预置宽度10 mm且深度2 mm的凹槽缺陷的有效填充与修复。结果表明：修复件表面成形良好，组织均匀，力学性能良好；通过动态回复和再结晶过程对晶粒进行细化，晶粒尺寸为1.59 μm；修复件平均抗拉强度和伸长率分别为（410±8） MPa和（11.9±0.9）%，相较于带缺陷试样分别提高了26% 和159%；断口表面具有大量的韧窝，呈典型的韧性断裂特征。

近年来，随着“碳达峰”和“碳中和”目标的提出，新能源电动汽车蓬勃发展，锂离子电池（LIBs）的需求量迅速攀升。然而，大规模LIBs的普及不可避免地导致退役电池数量的急剧增加，对废旧电池的高效回收和再利用成为亟待解决的重要课题。LIBs可分为三元锂离子电池、磷酸铁锂锂离子电池、钴酸锂锂离子电池和锰酸锂锂离子电池4大类，其中磷酸铁锂锂离子电池因其广泛应用而展现出较高的回收潜力。目前，废旧磷酸铁锂锂离子电池的回收工作主要集中在正极材料中有价元素的提取、材料高值化应用以及负极材料的回收与功能化开发。本文全面梳理了近年来磷酸铁锂锂离子电池材料回收利用的研究进展，重点介绍了火法冶金与湿法冶金的回收工艺，正极材料的再生及其在催化领域的创新应用，以及废旧负极石墨的再加工和石墨基功能材料的制备等技术方向。最后，结合当前技术水平，对磷酸铁锂锂离子电池材料回收利用进行了总结，并指出未来磷酸铁锂锂离子电池材料回收利用的发展方向需彰显优化分类和回收策略、创新回收技术、全面回收利用、深入研究回收机制和优化电极材料设计等，同时也提出未来回收技术的挑战在于电池组成复杂、电池形状不规则、电解液处理和回收率偏低等问题。

纳米Al₂O₃/Al复合材料作为轻质高性能结构材料，可实现轻量化节能减排，在航空航天、汽车工业、船舶制造、国防及5G电子通讯等领域具有广阔的应用前景。本文主要介绍高能球磨粉末冶金法、超声辅助铸造法、搅拌摩擦法、增材制造法、原位反应法等国内外纳米Al₂O₃/Al复合材料制备技术。总结分析纳米Al₂O₃增强体、增强体与铝基体的界面微结构、增强体的尺寸和含量、铝基体的晶粒尺寸、增强体的分散性和微观构型设计对纳米Al₂O₃/Al复合材料力学性能的影响。概述了纳米Al₂O₃/Al复合材料中主要的强化机制。最后，展望了纳米Al₂O₃/Al复合材料未来在高增强体体积分数的大尺寸制备技术、非均质构型优化以及高强耐热结构功能一体化等方面的发展方向。

随着现代科技的迅猛发展，对能在极端环境下稳定工作的能源存储系统的需求日益增长，特别是在无人机、电动汽车、深海探测等前沿领域。锂离子电池因其高能量密度、长寿命、无记忆效应等特性，成为满足这些极端环境下能源需求的理想选择。但是，极端的温度、冲击、压力等恶劣条件对电池的性能和安全性提出了严峻挑战。本文综述了近年来关于锂离子电池在不同极端环境下的失效行为及失效机制，重点从电池内部材料结构的变化、锂离子传输以及电化学反应等方面出发，探讨了锂离子电池在各种极端条件下的内部材料失效机理。最后，文章总结了目前锂离子电池应对极端环境的主要改善措施。希望这些研究能够给未来设计更加耐用、高效的锂离子电池提供指导，促进锂离子电池在更广泛领域的发展。

普鲁士蓝及其类似化合物（Prussian blue analogous， PBAs）因其固有的热力学稳定性、宽广的离子插层/脱嵌通道、丰富的电化学活性位点以及可调节的化学组成与元素比例，已经成为下一代钠离子电池正极材料的有力候选者。然而，这类材料的电化学性能常常受到晶体缺陷和高含量结晶水及间隙水的影响。本文论述了PBAs的结构，并从单电子和双电子的角度概括了其分类，探讨了当前这类材料面临的挑战，并从结晶度控制、缺陷控制、形貌调控、离子掺杂/取代、组分优化以及碳包覆/复合六个方面系统地综述了现有的典型改性策略，评述了这类材料从实验室研究向产业化应用过渡的现状。此外，本文还展望了PBAs在钠离子电池领域的发展前景，通过材料工程和表面科学的进步，PBAs有望从实验室阶段迈向工业化应用。

本研究设计制备一种中碳合金钢40Cr3Mn3Ni3Si2Mo，通过对实验钢热轧态直接回火、冷处理后回火及淬火态冷处理后回火试样进行组织表征和性能测试，探索组织演变规律，建立工艺-组织-性能的关系并分析强韧化机理，为高强塑性淬火-配分（Q&P）型超高强度钢的成分设计与工艺优化提供了依据。结果表明：实验钢热轧态回火可以获得回火马氏体+富碳奥氏体的复相组织，但由于残余奥氏体含量较高，钢的强度未达到超高强度钢的要求。将热轧态实验钢冷处理后低温回火，改善了组成相的比例和分布状态，使强塑性明显提高。实验钢进行紧密衔接的油淬、深冷及回火处理可以降低奥氏体稳定化的不利影响，获得更加优异的综合性能，此时钢的屈服强度为1506 MPa，抗拉强度为1895 MPa，伸长率为16.7%。同时提出一种提高1800~1900 MPa级超高强度钢强塑性的有效途径：通过成分和工艺优化控制马氏体相变动力学，在马氏体组织中保留20%左右的残余奥氏体，利用回火辅助配分处理提高其稳定性，此时钢的屈服强度小幅下降，降至1400~1600 MPa，但伸长率可以达到15%~18%。

瞬间液相（transient liquid phase， TLP）连接是目前用于连接镍基高温合金的一种优化技术，而连接后热处理（post-bond heat treatment，PBHT）是对连接后的接头进行的热处理工艺，本文对TLP连接中热循环对镍基高温合金母材组织性能的不利影响和TLP连接后接头存在的有害问题进行归纳汇总，对PBHT工艺的机理、种类及研究现状等进行详细分析，对其适用体系和效果进行系统评述。针对未来的PBHT工艺研究，建议继续向多级多道精准热处理的方向发展，并探索TLPB-PBHT一体化工艺。

采用电弧增材工艺制备18Ni350马氏体时效钢（M350）直壁构件，通过直接时效热处理调控其微观组织与力学性能，研究不同时效条件（时效温度，时效时间）对电弧增材制造M350组织和性能的影响。结果表明：电弧增材制造M350钢凝固组织由柱状树枝晶和胞状树枝晶组成，在枝晶间区域发现Ni，Mo和Ti三种元素偏析。直接时效过程中，在Ni，Mo和Ti三种元素偏析的枝晶间区域发生马氏体相向奥氏体相逆转变，且随时效温度升高和时效时间延长，逆转变奥氏体尺寸与数量增加。显微硬度、屈服强度和极限抗拉强度呈现先增大后减小趋势，在530 ℃时效3 h时达到峰值，分别为534HV，1600，1658 MPa，同时断后伸长率保持在13.0%以上。此外，电弧增材制造M350力学性能在水平方向和垂直方向存在各向异性，在峰值时效条件下各向异性差值达到最大，屈服强度差值为360 MPa，极限抗拉强度差值为287 MPa。

当前电磁环境愈发复杂，电磁防护愈发重要，传统吸收剂的吸收机制单一，无法满足吸波材料“薄、轻、宽、强、广”的现实需求。需将多种类吸收剂进行结合，丰富电磁波损耗机制，并对吸收剂进行微结构设计，增强其阻抗匹配与损耗衰减性能，可促进入射电磁波的多重反射与散射。本文综述了国内外对吸收剂微结构设计及其性能调控的研究进展，分析了微结构设计对吸收剂的损耗机制、最佳反射损耗系数和有效吸收带宽的影响，最后对吸收剂的损耗机制探究、体系筛选与微结构设计的研究方法以及多功能性吸波材料的未来发展等方面进行了总结与展望。

针对镍钛合金增材制造过程中微观结构和成分难以调控的问题，本研究采用双丝电弧增材制造技术，通过控制Ni丝和Ti丝的送丝速度，精确调节镍钛合金的原子比和相组成，从而获得性能优异的NiTi合金。结果表明，在纵向熔覆道中心区域，当Ni/Ti原子比为8∶10时，沉积的NiTi合金主要由Ti₂Ni相组成，并伴有少量富Ti颗粒，显微硬度和抗压强度分别达到560HV和1600 MPa；当Ni/Ti原子比为11∶10时，NiTi相中夹杂有Ti₂Ni相，在循环压缩过程中出现1.6%的不可恢复应变；当Ni/Ti原子比为15∶10时，NiTi相中形成团簇状Ni₃Ti相，纵向断裂应变接近40%，且循环压缩后仅出现1.2%的不可恢复应变，表现出良好的超弹性。此外，与纵向熔覆道中心区域相比，不同Ni/Ti原子比试样的横向搭接区域微观组织呈现明显的晶粒粗化和成分偏析现象，其抗压强度和塑性变形能力均显著降低。

采用电子背散射衍射技术研究不同冷拉变形量和退火温度对Al-Si-Sc-Zr合金丝材组织及力学性能的影响。结果表明：随着冷拉变形量的增加，晶粒沿着拉拔方向被拉长、细化并形成纤维状组织和典型的〈111〉形变织构。但当变形量由0.61增至0.76时，晶粒内部发生再结晶行为导致晶粒尺寸增加及小角度晶界占比锐减。此外，冷拉变形产生的加工硬化，使得丝材的抗拉强度达到181.5 MPa，屈服强度达到166.5 MPa。当冷拉态丝材在350~450 ℃退火保温2 h后，纤维状的冷拉态组织转化为细小的等轴晶并形成了典型的立方织构｛100｝〈001〉。上述退火工艺能够显著消除冷拉产生的加工硬化，屈服强度由166.5 MPa降至84.0 MPa，而断后伸长率由2.1%增至9.5%，退火态组织均匀且稳定，有利于后续的冷拉拔加工。

硝酸盐污染物在水中富集会给生态环境带来极大危害，同时严重威胁着人类的生命健康。研究可持续发展的高效率电催化硝酸盐还原制氨的电催化剂材料对保护生态环境、形成可持续氮循环意义重大。本研究选择泡沫铜（copper foam，CF）作为基底，采用氢气泡动态模板（DHBT）电沉积方法，在 CF骨架上原位得到了枝晶铜/CF（D-Cu/CF）自支撑电极。用于电还原硝酸盐合成氨时，其三维枝晶结构的取向尖端大幅提升活性位点数量和本征活性。通过探究沉积时间以及不同电位对电化学性能造成的影响，在最优化条件下，D-Cu/CF 表现出了高达0.379 mmol·h^-1·cm^-2的产氨速率和92.8%的法拉第效率，且在6次电还原硝酸盐循环测试中保持产氨速率稳定、法拉第效率均在90%以上，并且3 h内硝酸盐的降解率高达92%。在实际水样测试中，D-Cu/CF 电催化剂表现出良好电还原综合性能，展现出较大的潜在实际应用价值。

刚性陶瓷纤维隔热瓦基体辐射式热防护涂层是航天飞行器大面积使用的热防护系统，提高其辐射率、抗冲击、抗热震等可重复使用性能一直是研究重点。本文综述了多元化性能优化背景下刚性陶瓷纤维隔热瓦基体辐射式热防护涂层结构设计和材料改进的研究进展，分析了辐射式热防护涂层的结构设计途径和组成调整思路，涂层从单层致密结构发展到多层梯度结构以及多层鳞片结构，并总结了不同结构辐射式热防护涂层的优势和存在问题。最后指出多层梯度结构涂层由于综合了致密结构和多孔梯度结构的综合优势且具有可调节性仍是当前研究的主流，未来辐射式热防护涂层应进一步优化防/隔热一体化设计，并开展结构、组成对服役仿真环境下的性能影响研究。

为制备高性能、低成本的稀贵金属电催化析氢材料，采用化学沉淀法结合热分解法制备RuO₂-NiO/NF异质结构析氢电催化剂，该电极在碱性析氢反应（HER）中表现出优异的催化活性和稳定性。通过表征、测试以及理论（DFT）计算分析，证明RuO₂和NiO结合产生的异质结构界面是该催化剂性能提升的核心，该界面上发生电荷转移导致双活性位点的产生，使不同种类的吸附质在不同活性位点选择性吸附，协同促进了析氢反应的各基元反应步骤，使得该催化剂在碱性析氢反应中表现优异：10 mA·cm^-2电流密度下的析氢过电位仅为52 mV，Tafel斜率为47.5 mV·dec^-1，100 mV下的TOF达到0.342 s^-1，且在200 mA·cm^-2的电流密度下、经100 h稳定性测试后仍维持稳定电势。综上所述，本工作从界面工程角度成功构筑RuO₂-NiO/NF异质结构催化剂，并对其HER机理进行了探讨，为Ni基化合物异质结构催化剂的构建及在电催化领域的应用提供了新思路。

随着先进航空发动机对于高推重比和高服役可靠性的追求，不断对涡轮叶片材料工艺选用提出更高的要求，采用以镍基单晶高温合金作为基体，叶身外表面涂覆热障涂层的涡轮叶片已成为先进航空发动机的典型特征。镍基单晶高温合金和热障涂层材料的研发、镍基单晶高温合金/热障涂层体系的考核评价是保障涡轮叶片工作安全性的关键，是当前航空发动机领域的研究热点之一。本文对涡轮叶片用镍基单晶高温合金、热障涂层材料的研究及应用情况进行了详细介绍，简要介绍了镍基单晶高温合金/热障涂层体系的考核评价及失效机理研究进展，并从单晶基体/金属底层界面匹配性、新型金属底层和陶瓷面层研发以及考核评价等方面阐述了涡轮叶片用镍基单晶高温合金/热障涂层体系的研究重点，以期为充分发挥镍基单晶高温合金/热障涂层体系使用潜力提供参考。

在储能需求越来越大的时代背景下，对电池的循环寿命、容量、工作稳定性、倍率等性能提出了更高的要求。锂离子电池因优良的电化学性能和广阔的发展前景而受到青睐，目前已广泛应用于移动设备、电动汽车等领域；然而寿命衰减、成本偏高等瓶颈因素制约了锂离子电池的进一步推广应用。本文综述了锂离子电池循环寿命衰减的主要因素，包括正极材料的损伤与产气，以及负极材料SEI膜修复和锂枝晶的形成导致的活性锂的消耗，总结了近年来科研工作者改善其性能的有效途径，包括负极材料的结构设计与SEI膜稳定性控制，以及正极材料离子掺杂和表面包覆；最后根据锂离子电池发展瓶颈问题，从多元素掺杂、均匀包覆新技术和稳定SEI膜控制3方面给出本领域未来发展趋势展望。

IC21合金作为一种新型Ni₃Al基单晶高温合金，因其具有高熔点、优异的高温性能和抗蠕变能力，已成为新一代航空发动机涡轮导向叶片的理想材料。然而，涡轮导向叶片通常具有深小孔和深窄槽等复杂结构，传统加工方法难以满足高效加工要求。电解加工因其无工具磨损、高材料去除率以及不产生切削应力和热效应等优势，成为加工此类复杂结构的主要选择。本工作研究了IC21镍基单晶合金在NaCl和NaNO₃电解液中的电解加工电化学溶解行为。通过线性扫描伏安极化曲线测量，分析了IC21合金在不同电解液中的电化学反应特性。此外，通过电流效率测量、表面微观形貌分析，探讨了不同电解液和电流密度条件下合金的溶解特性和选择性溶解现象。研究表明：IC21合金在NaCl和NaNO₃电解液中均表现出典型的钝化-超钝化转变现象，其中NaNO₃电解液中形成的氧化层表现出更高的稳定性。电流效率测量表明，IC21合金在NaCl电解液中的溶解效率较为稳定，而在NaNO₃电解液中，溶解效率随着电流密度的增加逐渐下降，表现出与传统理论不同的特性。通过溶解表面形貌分析，进一步揭示了IC21合金在电解加工过程中存在选择性溶解现象，并探讨了其微观机制。基于这些实验结果，建立了不同电解液和电流密度条件下的电化学溶解行为模型，为IC21合金电解加工工艺的优化提供了理论依据。

作为车辆制造、国防等轻量化关键材料，镁合金绝对强度低和室温成形性差等缺点限制了其在相关领域的进一步应用。目前，挤压和轧制是生产高性能镁合金板材的重要手段，而高强塑组织调控是高强韧、高成形性镁合金的关键技术。本文综述了高强韧轧制稀土镁（Mg-RE）合金微观组织及力学性能调控的最新研究进展，重点讨论了从多元合金化成分设计及轧制工艺手段创新等方面调控Mg-RE合金组织，进而改善其成形性和力学性能，并指出未来低成本高强韧镁合金板材的研发需要基于对工艺-组织-性能关系的深入探索，从多元合金化成分设计及短流程高效率轧制工艺角度，为轧制镁合金组织调控和高性能镁合金制备提供借鉴。

碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）具有优越的综合力学性能，以及可快速成形、可焊接、可回收等特点，在航空航天、车辆制造等领域的应用逐渐增加。超声波焊接被认为是最适合焊接CFRTP的方法之一。随着CFRTP在航空航天主承力结构中的应用的增加，传统的超声波点焊所形成的离散式焊点难以满足主承力结构对焊接接头强度的要求。为此，国外学者提出了超声波连续焊技术，从而实现CFRTP结构的缝焊连接，我国在此领域尚未见文献报道。本文从CFRTP超声波连续焊装备、接头设计、工艺特点和质量检测四个方面梳理CFRTP超声波连续焊研究成果，讨论CFRTP超声波连续焊中有待解决的科学问题和技术瓶颈，为我国开发CFRTP超声波连续焊技术提供参考。

通过解剖实际服役499 h的DZ125涡轮叶片，并结合人工神经网络模型对叶片不同部位进行服役温度和应力评估，确定涡轮叶片的正常和超温服役组织。以涡轮叶片用DZ125合金为研究对象，通过925 ℃/32~200 MPa/500 h和1075 ℃/10~60 MPa/100 h的变截面实验模拟叶片的正常和超温服役，并对两种服役组织进行1200 ℃固溶温度的亚固溶恢复热处理，观察亚固溶恢复热处理对两种服役组织的影响。结果表明：DZ125涡轮叶片损伤最严重部位为叶身中部的进气边，服役温度最高达到1075 ℃。DZ125合金在1075 ℃变截面条件下的显微组织退化情况比925 ℃变截面条件下的严重，经过亚固溶恢复热处理，925 ℃变截面条件模拟的正常服役组织退化，而1075 ℃变截面条件模拟的超温服役组织中有立方状二次γ′相析出，特定超温服役损伤态DZ125合金经过亚固溶恢复热处理后，在980 ℃/220 MPa条件下的蠕变寿命由16 h提升到25 h。亚固溶恢复热处理对正常服役组织是不利的，对超温服役组织有恢复效果。

通过原位生长-高温脱锌法成功制备了一种由CN壳包裹的缺陷氮化碳（g-C₃N _x ）的光催化剂g-C₃N _x @CN。采用多种分析手段对材料的结构、形貌和组成进行了分析表征。通过三聚氰胺高温缩聚及Mg粉高温脱氮制备出具有氮缺陷的g-C₃N _x，随后负载ZnO纳米颗粒原位生长ZIF-8，最后将g-C₃N _x @ZIF-8在高温下脱Zn，制得ZIF-8的CN壳包裹的具有双重缺陷（N，Zn）的可见光催化剂g-C₃N _x @CN材料。研究表明，g-C₃N _x @CN催化剂具有良好的可见光催化活性，可以实现在240 min内对亚甲基蓝和2，4-二氯苯酚的有效降解，其中g-C₃N _x @CN-5∶4复合材料性能最佳。在反应体系中，单线态氧（1O₂）起主导作用。在循环测试中表现出优异的循环利用性和光稳定性。本研究拓展了缺陷的氮化碳材料在可见光吸收的研究，为金属催化剂向无机非金属催化剂衍生提供了一种可行的方法。

在丝-弧增材制造过程中对焊枪施加不同频率和摆幅的侧向摆动，制备Al5356直壁构件。通过表面波纹度计算、微观组织分析和拉伸性能测试，研究了摆弧参数对Al5356直壁构件成形质量、孔隙分布、显微组织和力学性能的影响规律。研究发现，在丝-弧增材制造中应用摆弧工艺能够显著改善直壁样品的成形精度，减少孔隙缺陷，均匀化组织及提升样品的力学性能。在实验参数范围内，与无摆弧工艺相比，施加摆弧工艺可将Al5356直壁样品的表面波纹度减小60%，孔隙率和最大孔隙直径从超过0.65%和33 µm分别降至0.20%和10 µm以下，X方向（沉积方向）和Z方向（构建方向）的平均抗拉强度分别提升了约13%和15%，而平均伸长率分别提高了约27%和25%。电弧摆动频率比摆幅对提高沉积构件表面质量、分散孔隙、减小孔隙尺寸具有更显著的效果，这是由于高频率的电弧振荡对熔池具有强烈搅拌作用，使沉积焊道横向的温度更均匀。沉积构件力学性能的提升主要归因于孔隙缺陷的减少和微观组织的均匀化。在丝-弧增材制造中正确应用摆弧工艺对提升构件的成形质量和力学性能有积极意义。

对国产第三代镍基单晶高温合金DD10进行了900 ℃和1050 ℃的长期时效研究，系统分析了该合金在不同时效条件下的枝晶干与枝晶间微观组织演化差异，以及γ'相和TCP相的尺寸、形态、体积分数等分布特征的演化规律，结果表明：枝晶干和枝晶间的γ'相均产生了粗化，且枝晶干和枝晶间γ'相随时间粗化长大的趋势相同，同一时效温度和时效时间下，枝晶干和枝晶间γ'相形貌稳定因子相近；量化统计结果显示γ'相粗化规律符合LSW模型。1050 ℃下时效500 h及以后，枝晶干γ'相呈现出了不规则形态，而枝晶内应力的存在使得枝晶间的γ'相形成筏状组织，筏化的方向与一次枝晶的生长方向［001］相一致。在900 ℃和1050 ℃时效过程中，枝晶间TCP相析出很少，而枝晶干TCP相体积分数随温度和时间的增加而显著增加；分析TCP相成分后，推测其为μ相；成分平衡相图计算结果显示，实验温度下合金中析出了μ相，TTT曲线计算结果显示，要析出同样体积分数的μ相，900 ℃下所需的时间比1050 ℃下要长。难熔元素的偏析使得枝晶干更容易析出TCP相，TCP相的大量析出，使γ'相形态变得不规则，同时使γ'相体积分数下降；长期时效后枝晶干和枝晶间TCP相析出量的差异，最终导致了枝晶干和枝晶间的组织形貌呈现差异。

铁氧体作为常见的磁损耗型吸波材料，制备方法对其结构以及吸波性能的影响至关重要。传统的铁氧体制备多采用高温高压的溶剂热或者水热法制备，耗能大，材料后续复合时兼容性差。以氯化亚铁作为铁源，利用硝酸钾对亚铁离子进行可控的氧化反应，采用低温（50 ℃）共沉淀法制备了正八面体结构的Fe₃O₄，研究了不同反应条件制备产物的吸波效果，并将其与介电材料NiCo₂O₄复合，制备的复合材料具有较好的吸波性能。低温法降低了对生产设备的要求，减小了耗能，提高了材料复合的兼容性，大大拓宽了铁氧体材料的应用范围。

Al₂O₃基共晶陶瓷具有卓越的高温力学性能，在极端环境领域具有较大的应用前景，探索能耗低且工艺简单的制备方法对其工业化应用具有重要意义。采用闪烧技术成功制备Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂共晶陶瓷，研究电场强度、限制电流和闪烧时间对闪烧行为、物相和共晶组织形貌的影响。结果表明：随着电场强度的增加，闪烧温度降低。在600，700，800，900 V/cm的电场强度下，Al₂O₃-Gd₂O₃-ZrO₂混合粉体的闪烧温度分别为994，958，943，911 ℃。在900 V/cm的电场强度、911 ℃闪烧温度下，获得Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂共晶陶瓷。随着限制电流和闪烧时间的增加，不规则的共晶结构向规则共晶结构转变，且组织细化。电场强度对共晶组织形貌没有明显影响。焦耳热效应对共晶组织的形成起着重要作用，但仅靠焦耳热效应难以完全解释闪烧过程中共晶组织的形成。