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以碳纤维为微波吸收剂，基于微波辐照法直接处理三聚氰胺，快速高效地合成类石墨烯结构的氮化碳纳米片。借助于场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱等分析手段，对微波合成产物进行表征。结果表明：与常规热缩聚合成的石墨相氮化碳相比，高能微波技术合成产物具有明显的纳米片特征，即成功地制备得到类石墨烯结构的氮化碳纳米片。同时，与超声剥离或氧化刻蚀得到的类石墨烯氮化碳纳米片相比，高能微波技术合成产物表面光滑平整，且可发现脆性断裂的现象，呈现出一定的刚性。
以聚乙烯基硅氮烷（PVSZ）为原料，氧化石墨烯（GO）为碳源，无水乙醇（ETOH）为分散剂，制备石墨烯球增强SiCNO陶瓷（SiCNO-GO）。利用拉曼光谱（Raman）、电子自旋共振（EPR）和扫描电子显微镜（SEM）等表征手段，研究SiCNO-GO陶瓷结构对其介电性能的影响。结果表明：SiCNO-GO陶瓷的微球密度和粒径的大小与GO的含量有关；随着SiCNO-GO陶瓷中GO含量的增加，SiCNO-GO陶瓷的介电常数和介电损耗也随之增大，在GO含量为0.1%（质量分数）时达到最大值，而当GO质量分数为0.3%时，SiCNO-GO陶瓷的介电常数和介电损耗降低。
采用微机控制电子万能实验机和分离式霍普金森压杆（SHPB）对石墨烯增强的铝基复合材料和碳化硅增强的铝基复合材料进行准静态压缩实验和动态冲击实验，研究石墨烯增强铝基复合材料在不同应变率下的冲击力学性能，采用SEM扫描电镜研究石墨烯增强的铝基复合材料和碳化硅增强的铝基复合材料的形貌特征。结果表明：在各个应变率载荷下，添加石墨烯和添加碳化硅都增强了铝合金的屈服强度，其中，添加石墨烯对铝合金的屈服强度提升更加明显，但不影响材料的应变硬化率；相较于在材料中添加碳化硅，添加石墨烯弱化了材料的应变率效应，在高应变率条件下，添加石墨烯降低了材料的强度极限；选取部分实验数据，拟合确定了添加石墨烯和添加碳化硅两种复合材料的J-C和Z-A本构方程的参数，并比较了两种本构模型的预测能力，对于本工作所研究的复合材料，J-C模型的预测能力更好。
采用压制-烧结-热挤压工艺制备石墨烯纳米片（GNFs）增强铝基（Al）复合材料，并对其进行压缩性能测试。结果表明：GNFs/Al复合材料是应变率敏感材料，当应变率从10-3s-1提高至3×103s-1时，复合材料的强度明显提高；而当应变率继续提高至5×103s-1时，由于材料内部发生热软化，复合材料的强度反而表现出少许下降。动态压缩后复合材料中铝基体发生动态再结晶，且应变率越高，动态再结晶越显著；增强相GNFs则发生扭曲变形后仍保持完整结构且与基体间保持原子间结合。因此，GNFs/Al复合材料具有良好的动态压缩塑性。
锂-空气电池具有极高的理论能量密度，成为下一代最有希望的电化学能量储存技术之一。锂-空气电池的性能主要取决于空气阴极表面发生的电化学反应，因此，合理设计具有高稳定性和可逆性的阴极是实现商业化可行的锂-空气电池的关键所在。然而，传统碳基电极的不稳定性导致的副反应会限制电池容量及其循环性能，因此，需要寻找能够替代碳基电极的新型电极。本文首先结合锂-空气电池的结构和阴极反应原理，提出了目前锂-空气电池面临的挑战，然后基于碳基阴极的不稳定性分析总结了设计稳定和可逆的锂-空气电池阴极的方法，最后提出了阴极催化剂的合理设计和催化机理的深入理解对锂-空气电池阴极的性能改善起着决定性作用的观点。
导电高分子聚苯胺（PANI）因其独特的掺杂机制和多样化的结构特征，而表现出一系列特殊的光、电等物理性能；PANI容易与其他有机或无机材料复合的特点，使它的功能与用途更加丰富广泛。因此，PANI一直是导电聚合物研究的热点。本文综述了近些年国内外关于PANI的合成、性能表征及其改性等方面的研究进展；随后重点分析了PANI在可见光、红外、雷达波等频段特性研究；最后，展望了PANI通过在分子结构设计、纳米材料复合、器件结构等方面研究及改进，解决实用中柔韧性、兼容性、寿命、功耗等方面难题，将会在光学自适应伪装、多频段复合隐身伪装等智能伪装领域发挥重要作用。
综述了国内外微弧氧化（MAO）技术的发展概况，重点介绍了微弧氧化技术的原理和工艺特点；总结了微弧氧化陶瓷膜显微组织与性能的影响因素以及应用；分析了微弧氧化技术目前存在的问题，并指出微弧氧化技术今后将向低能耗、超大型复杂轻金属构件处理及与其他表面技术复合的方向发展的趋势。
为进一步改善电磁波吸收材料的阻抗匹配、提高吸收强度，本工作以液相还原法制备不同反应时间的FeCo磁性纳米颗粒，经表面修饰后通过原位氧化聚合，合成不同系列的FeCo/PPy纳米复合材料。结果表明，当FeCo反应时间为2h时，所合成的FeCo/PPy复合材料在14.45GHz、匹配厚度为2mm时最小反射损耗可达-38.19dB，有效带宽为5.45GHz（12.24~17.69GHz）。磁性纳米颗粒引入聚吡咯，有效降低了聚吡咯的复介电常数，优化了阻抗匹配，降低了对电磁波的反射；同时，在FeCo磁性纳米颗粒的磁损耗、PPy的介电损耗以及异质界面极化损耗等多重作用下，FeCo/PPy纳米复合材料对电磁波有着较好的吸收性能。
三价铁盐和二价亚铁盐作为合成MIL-100（Fe）的铁源，对所合成产物的结晶度、形貌以及尺寸具有重要影响。以二价亚铁盐作为原料，利用室温水相合成法可获得八面体形状、高结晶度、高比表面积MIL-100（Fe）纳米颗粒；以三价铁盐作为原料，只能获得尺寸更小、低结晶度的Fe-BTC金属-有机聚合物纳米颗粒。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪、紫外-可见分光光度计等对MIL-100（Fe）和Fe-BTC纳米颗粒的晶体结构、形貌、光吸收以及对罗丹明B（RhB）吸附和光催化降解性能进行测试表征。结果表明：Fe2+被弱碱性溶液缓慢氧化成Fe3+，进而形成MIL-100（Fe）的无机次级结构单元μ3-OFe（Ⅲ）O6，是合成高结晶度MIL-100（Fe）的关键。以FeCl3为原料时，由于Fe3+与BTC3-快速反应，不利于形成μ3-OFe（Ⅲ）O6次级结构单元，因此产物为Fe-BTC纳米颗粒聚合物。Fe-BTC纳米颗粒粒径更小，且聚集态的纳米颗粒表面具有大孔或介孔结构，更有利于吸附物种以及光降解物种的扩散，因此，Fe-BTC对RhB的吸附和光催化降解性能优于MIL-100（Fe）。
为探究磁流变弹性体在磁场作用下的表面特性，制备体积分数为5%，10%，15%，20%，25%和30%的磁流变弹性体（MRE）样本，分别在施加磁场前后进行金相显微镜、白光干涉仪表面观察实验以及滑动摩擦验证实验。表面观察实验表明：样本的表面磁性颗粒随组分体积分数的增加而增加，并且各组分样本表面在磁场下粗糙度均降低，5% MRE的样本降低最多，约20%；摩擦实验结果表明：摩擦因数随着体积分数增加和在磁场作用下均出现降低趋势，30% MRE的摩擦因数相比于5%的摩擦因数约减小了38%，MRE表面铁磁颗粒含量是影响其摩擦特性的主要因素。
以喷雾干燥的SiC-Al2O3-Y2O3造粒粉为原料，使用机械混合法得到复合粉体，通过激光选区烧结/冷等静压技术并结合液相烧结工艺制备出SiC陶瓷，对SiC陶瓷的物相组成、显微结构、抗弯强度及密度进行表征。结果表明：喷雾造粒粉平均粒径为39.43μm，球形度较高，流动性良好，适用于SLS成型；SLS成型最优参数为激光功率7W、扫描间距0.15mm、扫描速率2200mm/s、单层层厚0.15mm且CIP压力为80MPa时，SiC陶瓷素坯的性能最佳，抗弯强度为（2.23±0.10）MPa，密度为（1.31±0.05）g/cm3；在1950℃下烧结2h后，样品发生了致密化，SiC陶瓷密度为（1.95±0.17）g/cm3，相对密度为（60.81±5.31）%，抗弯强度为（55.43±4.04）MPa。
利用扫描电镜、透射电镜及电子背散射衍射技术研究新型第四代粉末高温合金等温锻造后的"项链"组织，对其形成机理和消除方法进行了探讨。结果表明，实验合金经过多火次等温锻造后，锻坯大部分区域为再结晶后的等轴细晶组织；然而与模具接触的上下端面得到再结晶不完全的"项链"组织，在非等轴变形晶粒周围分布着大量细小的再结晶晶粒，变形晶粒内含有较高密度的小角度晶界，缠结了大量位错。对存在"项链"组织的试样进行不同温度（1080~1180℃）的退火处理，随着温度的升高，再结晶体积分数和再结晶晶粒尺寸均不断增大。合金锻坯经过1150℃再结晶退火后，可基本消除"项链"组织，获得组织较均匀的细晶盘坯，满足双组织热处理的要求。
为提高Ti6Al4V合金的高温摩擦学性能，采用激光熔覆技术在其表面原位合成多相混杂金属基高温自润滑耐磨复合涂层，熔覆粉末的成分为Ni60-16.8% TiC-23.2% WS2（质量分数，下同），系统地研究复合涂层的显微组织、物相结构及其在20，300，600，800℃下的摩擦学性能和相关磨损机理。结果表明：复合涂层的显微硬度（701.88HV0.5）约为基体（350 HV0.5）的2倍；由于原位合成固体润滑相（Ti2SC/TiS/NiS/TiO/TiO2/NiCr2O4/Cr2O3）和硬质相（W，Ti）C1-x/TiC/Cr7C3的协同作用，复合涂层的耐磨减摩性能明显优于基体。随着温度升高，涂层和基体的摩擦因数和磨损率均呈下降趋势，在800℃时复合涂层和基体的摩擦因数分别为0.32和0.43，磨损率分别为1.80×10-4，2.92×10-5mm/Nm。在800℃下塑性变形、分层和氧化磨损为基体主要磨损机理，复合涂层以氧化磨损和轻微的黏着磨损为主。
在基础电解液中加入SiC纳米颗粒，利用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备微弧氧化陶瓷涂层，研究纳米颗粒的添加对微弧氧化涂层组织结构及耐蚀性能的影响。结果表明：550，600V及650V条件下，基础电解液中SiC的加入，使TC4微弧氧化涂层的厚度由9.2，12.8μm和12.4μm分别增大到12.0，14.9μm和20.0μm。随着电压的升高，微弧氧化涂层的表面粗糙度逐渐增大，分别为2.65，3.34μm和3.61μm。SiC的加入有效抑制微弧氧化涂层表面裂纹的产生，增加涂层厚度从而降低涂层的阳极电流密度，提高微弧氧化涂层的耐蚀性能。微弧氧化涂层增加了TC4的开路电位及自腐蚀电位。
利用铁模铸造法制备Zn/Y=6：1（原子比）的Mg-Zn-Y合金，通过XRD，SEM，EDS，TEM和DSC等研究合金成分对Mg-Zn-Y合金相组成、Mg3Zn6Y准晶相（准晶Ⅰ相）形貌和体积分数的影响。结果表明：Mg-Zn-Y合金的相组成、准晶Ⅰ相形貌、体积分数及其生成反应与合金成分密切相关。随着合金中Zn和Y元素含量的减少，准晶Ⅰ相的形成反应由单一的包晶反应到包-共晶反应再到完全共晶反应。当合金中Y含量≥ 7%（原子分数，下同）时，合金由（Mg，Zn）5Y、准晶Ⅰ相、Mg2Zn3和Mg7Zn3相组成，且以叠层状形式分布在合金组织中。合金在凝固过程中通过包晶反应形成多边形块状准晶Ⅰ相；当Y含量 < 7%时，合金中除（Mg，Zn）5Y、准晶Ⅰ相和Mg7Zn3相外，还析出了Mg相。当合金中Y含量在5%~7%时，准晶Ⅰ相通过包晶和共晶反应生成，以共晶反应为主。当Y含量≤ 4%时，准晶Ⅰ相完全通过共晶反应形成（Mg+Ⅰ-phase）层片状共晶组织。所研究的合金中均生成了体积分数大于27%的准晶Ⅰ相，Mg30Zn60Y10合金中准晶Ⅰ相的体积分数最高，约为77%。
通过力学拉伸、末端喷淋淬火实验，结合金相观察、硬度测试、电导率测试、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等测试分析方法，研究微量Ge元素对7056铝合金组织和淬火敏感性的影响。结果表明：添加微量Ge细化了合金晶粒，晶粒尺寸由137μm减小到114μm；添加微量Ge在晶界上形成了粗大的Mg2Ge相，并抑制了T相的形成；与无Ge合金相比，添加Ge后无沉淀析出带（PFZ）宽度变窄，从190nm减小到90nm，同时晶界析出相尺寸减小；添加微量Ge显著降低了合金的淬火敏感性，合金淬透深度提高了约25%，这与慢速淬火时析出的η平衡相的数量和尺寸有关；Ge降低了合金中的空位浓度，η平衡相在缺陷处的非均匀形核及长大被抑制，时效后η'沉淀强化相数量增多，慢速冷却时合金强度下降程度减小，合金淬透性提高。
微观观察AlSi10Mg（Cu）铸铝合金在热疲劳裂纹的萌生和早期扩展过程，重点研究共晶硅粒子对热疲劳裂纹行为的影响。结果表明：热疲劳裂纹萌生于脱粘共晶硅粒子与铝基体间的开裂界面，原因是共晶硅粒子与铝基体的热膨胀系数不同，引起热循环过程中两相热应变不协调，从而在两相界面处产生循环应力而引起疲劳破坏。热疲劳裂纹的扩展在长度和宽度上同时进行，具有良好塑性的铝枝晶对疲劳裂纹的扩展起阻碍作用。对热疲劳过程中共晶硅粒子周围应力场的模拟分析进一步解释了实验现象。
采用SEM进行显微组织观察，研究导致9Cr3W3Co钢时效脆化的主要因素。采用Thermo-Calc软件，计算平衡态下不同W含量（2.36%，2.63%，2.96%，3.11%，质量分数）的9Cr3W3Co钢中析出相的含量。利用TEM，SAXS和相分析等实验手段研究时效过程中的组织演变。结果表明：9Cr3W3Co钢的冲击韧度在100h时效后的迅速降低是时效过程中大量析出的富W Laves相所造成的。平衡态的Laves相含量主要由钢中的W含量决定。时效8000h后，W含量最低的钢冲击韧度最好，同时其Laves相的尺寸最小，粗化速率最低。通过降低W含量能够抑制9Cr3W3Co钢的时效脆化。
运用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究稀释掺杂的Fe52T2（T=Cr，Mn，Co，Ni）合金铁磁bcc相和反铁磁fcc相结构的晶格参数、磁性和两相的相对稳定性。结果表明：晶格参数和体模量随掺杂元素d壳层电子个数的变化关系不能用简单的d能带填充图像解释，说明FeT合金中存在较强的磁-结构耦合效应。FeT合金的铁磁bcc相比反铁磁fcc相稳定。反铁磁相呈四方结构，晶格常数c/a比值约为1.07，此相结构可能是一个亚稳态。晶格结构的变化引起电子的重新分布，导致不同磁结构和局域原子磁矩。
采用机械合金化后注射成形制备10%（体积分数，下同）Cu/Al2O3复合材料，研究机械合金化时间、烧结温度对复合材料显微组织和性能的影响，并分析复合材料的增韧机理。结果表明：通过机械合金化10h后注射成形、脱脂、1550℃烧结工艺制备的10% Cu/Al2O3复合材料具有良好的抗弯强度和断裂韧度，分别为532MPa和4.97MPa·m1/2；烧结温度低于1550℃导致原子在固态下扩散能力不足，烧结温度高于1550℃则使颗粒边界移动速率大于孔隙逸出速率，二者都造成复合材料孔隙率增加，而导致材料的强度和韧度下降；机械合金化时间延长使复合材料晶粒细化、Cu与Al2O3之间的结合强度提高，材料强度和硬度提高，但断裂韧度下降；Cu粉末弥散分布于Al2O3基体中，抑制烧结过程中Al2O3晶粒粗化，且使裂纹在扩展过程中遇到延性的Cu产生裂纹桥联和偏转，提高材料的韧度。
