由于独特的结构和优异的性质，石墨烯在锂离子电池和超级电容器领域展现出潜在的应用前景，受到了科学界和产业界的广泛关注，涌现出大量的研究工作。就石墨烯在储能领域的应用进行了分析、同时对未来发展趋势进行了预判，以期加强对石墨烯结构-性能关系的理解。首先就石墨烯在锂离子电池的正极和负极中的应用，以及石墨烯在双电层电容器和赝电容电容器中的应用进行了介绍，其次，针对石墨烯应用于双电层电容器中存在的挑战进行了论述，同时针对性地提出了应用于双电层电容器的石墨烯结构。最后，提出了实现石墨烯基双电层电容器的商业化应用的"三步走路线"。

铁酸铋在室温下既可表现出铁电性又可表现出反铁磁性，在器件应用上有非常大的应用前景，因此被认为是最有前途的多铁性化合物之一。本文综述了多铁性材料的发展历史、铁酸铋晶体结构以及国内外近年来关于铁酸铋薄膜铁电性能离子替代改性的相关工作及研究进展。本文重点围绕由镧系和低价碱金属元素的A位替代、过渡族金属元素的B位替代，以及A，B位共同替代对铁酸铋薄膜的漏电流、铁电性的影响，并系统总结了不同元素、不同掺杂量对A，B位替代的铁酸铋薄膜的剩余极化和矫顽电场值的影响，更为直观地展现出各类元素离子替代改性对铁酸铋薄膜的影响。本文最后提出了关于铁酸铋薄膜制造工艺、电极材料、薄膜厚度和操作电压等亟待开展的工作。

铁基形状记忆合金由于价格低廉、强度高、加工性能好、可焊接等优点引起广泛重视。机械合金化（MA）和粉末冶金（PM）作为制备材料的新工艺，可以用来制备性能优越的形状记忆合金。本文详述了机械合金化和粉末冶金工艺在制备Fe-Mn-Si基形状记忆合金过程中对合金相变、组织与性能的影响，以及此类合金在新领域的应用。最后提出了现阶段在研究MA/PM工艺制备Fe-Mn-Si基SMA中有关工艺参数、相变机制以及回复应力和低温应力松弛所存在的问题。

本文综述了金属基超疏水材料的研究进展，重点讨论了金属基超疏水表面的主要制备方法，比较了不同制备方法的优缺点。同时，探讨了金属基超疏水表面的各种功能特性，并分析了金属基超疏水表面目前在制备和应用中存在的主要问题。指出金属基超疏水表面未来的重点发展方向是简化制备工艺、降低成本、提高超疏水表面的耐久性和稳定性以及制备具有自修复性能的金属超疏水表面。

聚乳酸（PLA）是一种新型的生物基可再生生物降解材料，因具有高机械强度、易加工性、高熔点、可生物降解性和生物相容性等优点而得到广泛的关注。然而，其固有的脆性，即低断裂伸长率和断裂强度严重限制了它在实际中的应用，但也因此吸引了更广泛的深入研究。本文综述了以生物可降解高分子增韧聚乳酸的研究进展，重点阐述了生物基聚酯，生物基弹性体，植物基生物高分子，天然橡胶和植物油以及生物大分子增韧聚乳酸的最新研究发展概况，同时提出了在经过改善韧性之后，聚乳酸存在的冲击韧性弱以及低结晶速率和低热转变温度等问题，并分析了未来的发展方向和需要关注的主题。

通过摩擦氧浓度方法点燃涂覆NiCrAl/YSZ/NiCrAl-B.e复合涂层的TC11钛合金，采用XRD，SEM，EDS及EPMA等微观表征方法对其燃烧产物进行分析，进而探讨复合涂层对燃烧行为的影响机理。结果表明：燃烧试样的基体从中心孔沿径向往外呈分区组织演变特征，中心孔处的钛合金基体是着火源；当燃烧程度较低时，YSZ中间层对钛合金燃烧行为的影响较小；当剧烈燃烧时，YSZ中间层通过分解反应而在钛合金熔体中大量溶解，为钛合金熔体提供了O和Zr，加速了Ti与O的快速结合，同时ZrTiO₄燃烧产物的阻氧能力比TiO₂差，从而大大促进了钛合金的扩展燃烧。

以氧化石墨烯（GO）为第二相添加物，采用超临界二氧化碳流体（SCF-CO₂）辅助脉冲复合电沉积技术制备超临界镍基石墨烯复合镀层。研究了脉冲占空比对镀层的微观结构和力学性能的影响。结果表明：超临界二氧化碳流体和氧化石墨烯共同作用可以显著细化复合镀层的显微组织；复合镀层镍衍射晶面（111）和（200）峰位的变化说明结晶过程中择优取向发生了改变；占空比参数的变化，对镀层力学性能影响较大。当占空比为50%时，超临界镍基石墨烯复合镀层的显微硬度值高达756.8HV_0.2，磨痕截面积为4385μm²，与普通条件下制备出的镍基石墨烯复合镀层相比，其硬度和耐磨性分别提高了1.6倍和11倍。

为提高1Cr18Ni9Ti不锈钢在NaCl和酸溶液环境中的耐磨损性能，利用等离子喷涂制备两种晶粒WC-10Co-4Cr涂层，研究其在3.5%（质量分数，下同）NaCl溶液与酸溶液（pH = 5.0）中的耐腐蚀性能。结果表明：涂层中含有WC，W₂C，W以及η相（Co_xW_xC）。两种涂层在3.5% NaCl溶液中的腐蚀电位均高于1Cr18Ni9Ti基体的腐蚀电位。在不同温度酸溶液（pH = 5.0）中，纳米WC-10Co-4Cr涂层的电位差随温度的变化最小。涂层在NaCl和酸溶液中腐蚀机制分别为：WC-10Co-4Cr涂层表面吸附氧粒子与涂层中的Co和WC在3.5% NaCl溶液中形成电偶；在酸溶液中（pH = 5.0），涂层中的Co溶解形成Co²⁺离子，和WC相直接形成电偶腐蚀，导致涂层表面出现孤立的WC颗粒。

利用激光熔覆技术在TC11合金表面成功制备NiCrBSi-Ti₃SiC₂-CaF₂-WC耐磨自润滑涂层。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）分析熔覆层的物相及微观组织；利用显微硬度仪对其硬度进行了测量。分别在室温（25℃），300℃和600℃条件下对涂层进行干滑动摩擦磨损实验，并分析其磨损机理。结果表明：涂层主要由γ-Ni共晶相，M₂₃C₆，TiC，（Ti，W）C，Ti₅Si₃硬质相以及少量的Ti₃SiC₂，CaF₂，TiF₃润滑相组成。激光熔覆层的显微硬度大幅度提高，显微硬度平均值为863.63HV_0.2，约为基体的2.46倍，熔覆层总体摩擦因数和磨损率明显低于基体，在300℃条件下，涂层具有最低的摩擦因数（0.275）和磨损率（4.8×10^-5mm³·N^-1·m^-1）。

采用超声振动辅助激光熔覆对EA4T钢表面进行修复，利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD），对比分析超声振动对EA4T钢激光熔覆成形质量、微观组织和物相组成的影响，通过显微硬度仪对熔覆层和基体的显微硬度进行测试。结果表明：超声振动作用下，熔覆层成形质量得到提高，原来方向性较强的枝晶组织被打断、打碎，枝晶偏析程度显著减轻；与此同时，施加超声振动晶粒得到细化，促进Cr₂₃C₆碳化物在枝晶上析出，但并未改变熔覆层物相组成；相比较未施加超声振动，超声振动作用下的熔覆层显微硬度分布更加均匀，平均显微硬度提高126.2HV_0.2，热影响区平均显微硬度下降31.2HV_0.2。

通过调整工艺参数与氧气流量在LY12铝合金表面获得均匀、致密的微弧氧化膜层。利用SEM、XRD及电化学工作站等研究膜层的厚度、微观形貌、相组成以及耐腐蚀性能，讨论通氧微弧氧化作用机制，并分析氧气流量对膜层致密性的影响。结果表明：膜层厚度随电压、氧化时间和电解液组分浓度的增加呈规律性变化；氧气的助烧结作用能促进致密层的生长，随着氧气流量的增加，致密层厚度呈现先增加后减小的规律；KF 105g/L，KOH 85g/L，NaAlO₂ 12g/L，电压110V，氧化时间15min，氧气流量为0.010L/s时得到厚度30μm的致密膜层，自腐蚀电位提高至-0.11V，腐蚀电流密度下降至2.1×10^-6A/cm²，比铝合金基体降低2个数量级以上，表现出良好的耐腐蚀性。

对Mg-13Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr镁合金铸锭进行均匀化处理，温度为505~525℃，时间为4~24h，并采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和万能材料试验机等检测手段分析均匀化处理前后合金微观组织和力学性能的变化。结果表明：均匀化处理后，原始组织中网状分布共晶化合物转化成晶界处不连续分布的块状LPSO相，离散分布的方块状富稀土相溶解。力学性能测试显示，铸态镁合金的抗拉强度为172.9MPa，伸长率为1.8%，经过均匀化处理后合金的力学性能得到提高，在515℃/16h均匀化制度下，合金室温抗拉强度为212.3MPa，伸长率为3.1%；在200℃下抗拉强度为237.2MPa，伸长率为9.7%，性能达到最佳。断口扫描显示，铸态合金是以撕裂棱与解理台阶为主的解理脆性断裂，均匀化处理后的合金中出现小而浅的韧窝，但仍然是以解理台阶为主的准解理断裂，塑性提高有限，长程有序相可成为裂纹的萌生源。

采用激光选区熔化技术制备Hastelloy X试样，研究热等静压和固溶处理对Hastelloy X试样显微组织及拉伸性能的影响。结果表明：沉积态组织中可观察到熔池形貌、柱状晶及晶内的胞晶结构，无析出物，其拉伸性能表现出高强度低塑性特点，高温拉伸断口沿激光扫描熔化道断裂。经热等静压后，组织演变为等轴晶，晶界及晶内存在较多的析出物，裂纹愈合，试样拉伸强度降低，塑性提升，尤其是高温屈服强度降低了约48%，高温伸长率提升了约59%。经热等静压+固溶处理后，晶粒尺寸及形貌与热等静压态相比近乎无差异，但晶内析出物明显减少，该状态下的综合拉伸性能最优。

第四代单晶高温合金标准热处理试样和铸态试样压痕后分别在1100，1150，1200，1250，1300℃和1340℃退火处理，采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射仪研究不同条件的再结晶组织。结果表明：1100，1150，1200℃退火处理后，标准热处理试样和铸态试样都出现胞状再结晶。1250℃退火处理后，标准热处理试样和铸态试样都为混合再结晶。1300℃退火处理后，标准热处理试样再结晶组织全部为等轴再结晶，而铸态试样仍为混合再结晶。1340℃退火处理后，标准热处理试样和铸态试样都形成了等轴再结晶。随着退火温度升高，标准热处理试样和铸态试样的再结晶层深度明显增加，标准热处理试样再结晶深度明显大于铸态试样，相同条件下标准热处理试样的再结晶晶粒更容易长大。再结晶与基体的界面为小角度晶界、大角度晶界，而再结晶晶粒之间为小角度晶界、大角度晶界和孪晶界。孪晶在单晶高温合金再结晶的过程中发挥了重要作用。

对4mm厚T4003铁素体不锈钢进行搅拌摩擦焊接工艺实验，研究焊接参数对接头组织特征、硬度分布及常温和低温冲击韧性的影响。结果表明：接头搅拌区和热力影响区由铁素体和马氏体双相组织构成；接头搅拌区组织沿试样厚度方向存在非均质性，且随转速的降低及焊接速率的增加越发显著；转速从150r/min增加至250r/min，前进侧热力影响区组织呈现小梯度过渡趋势，无明显变形拉长特征。焊缝硬度分布相对均匀，其最高硬度为290HV，约为母材的1.87倍。焊接参数和温度对接头的冲击吸收功有较大影响：常温（20℃）下，热影响区为母材的90%~92%，搅拌区为母材的85%~103%；低温（-20℃）下，热影响区为母材的87%~97%，搅拌区为母材的82%~95%，表明焊缝区仍具有较好强韧匹配。

以竹材炭化的多孔竹炭（BC）为模板，金属间化合物二硅化钼（MoSi₂）为吸收剂，采用包埋硅（Si）粉固相烧结工艺制备MoSi₂/BC多孔复合吸波材料。利用XRD、SEM和矢量网络分析仪对MoSi₂/BC复合材料的物相组成、显微结构、介电和吸波性能进行表征。结果表明：在氩气（Ar）保护气氛下，1450℃烧结制备的MoSi₂/BC复合材料主要含物相MoSi₂、SiC及无定型碳。BC基体孔隙内除分布有MoSi₂外，还布满排列无序、尺寸长短不一、相互交叉呈网状的碳化硅晶须（SiC_W），SiC_W的存在可有效提高复合材料电磁波吸收性能。在8.2~12.4GHz频率范围内，与环氧树脂混合后，复合材料反射率随MoSi₂/BC含量增加而逐渐减小。MoSi₂/BC含量为50%（质量分数）时，随试样厚度增加反射率降低，且最小反射率向高频方向移动；在11.87GHz处最低反射率为-13dB，反射损耗小于-10dB带宽约达1.0GHz，具有良好的吸波性能。

采用壳聚糖对玄武岩纤维（BF）进行表面改性处理，研究改性后玄武岩纤维对生物膜附着性能的影响。利用红外光谱、X射线光电子谱仪、扫描电镜等对改性前后玄武岩纤维的表面官能团、成分和形貌进行表征分析，通过接触角测量仪对样品的亲水性进行研究，最后通过挂膜实验，讨论生物膜在改性前后玄武岩纤维上的附着性能。结果表明：采用物理涂覆法可成功制备改性玄武岩纤维（MBF），所制得的MBF表面粗糙度为209.04nm，接触角为66.62°。MBF表面形成的生物膜均匀致密，生物膜附着量明显增大，挂膜率由（129.27±1.23）%增加至（179.92±2.63）%，说明壳聚糖改性玄武岩纤维可以有效提升生物膜的附着性能。

以KCl和HCl为添加剂，以果糖和淀粉为前躯体，通过水热处理和后续热解制备碳微球，探讨添加剂的作用机制。结果表明：碳微球具有纳米孔隙结构和表面含氧官能团。在2种前躯体中，添加剂均能促使具有规则球形的微球尺寸呈不同幅度的增大，平均直径控制在0.53~6.67μm之间。碳微球的形状和尺寸源于水热处理，而热解促使微球的结构由聚合物向玻璃碳转变，同时伴随着超过20%的尺寸收缩和近50%的质量损失。在水热反应过程中，氯化氢主要促进前期的多糖水解动力学以及单糖脱水与分裂动力学，而氯化钾主要加速后期微球的生长动力学。微球的生长涉及2种主要模式：构造单元交联生长和微粒合并生长。

采用内部短路方式对多壁碳纳米管负极进行不同程度的预嵌锂处理，预嵌锂时间为5，30，60min，以预嵌锂多壁碳纳米管极片作为负极，活性炭极片作为正极，组装成锂离子电容器。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对多壁碳纳米管及电极极片进行表征分析，采用恒流充放电（GCD）和交流阻抗谱（EIS）研究预嵌锂多壁碳纳米管负极和未预嵌锂处理多壁碳纳米管负极锂离子电容器的性能。电化学测试结果表明，多壁碳纳米管负极预嵌锂大幅提高了电容器充放电性能，对比未嵌锂多壁碳纳米管电容器，在相同的电流密度下（100mA/g），能量密度提高400%。预嵌锂60min，电流密度100mA/g时，其比容量达到57F/g。在电流密度为100~3200mA/g范围内，其最高能量密度与功率密度分别达到90Wh/kg，4130W/kg。1000次充放电循环后，容量保持率维持在85%以上，表现出良好的超级电容器性能。

以4，4'-（六氟异丙烯）二酞酸酐（6FDA）为含氟二酐，4，4'-二氨基-2，2'-双三氟甲基联苯（TFMB）为含氟二胺，通过引入分子结构相对对称的刚性单体1，2，4，5-均苯四甲酸二酐（PMDA）进行共聚合成了5种含氟比例不同的透明聚酰亚胺薄膜，并对其性能进行了表征。分析表明：引入刚性单体共聚后薄膜的热稳定性和耐热性有所提高；薄膜的介电常数随着PMDA含量的上升而增加；共聚薄膜在可见光领域的透光率低于均聚薄膜；拉伸实验显示在添加少量PMDA后，薄膜的拉伸强度和弹性模量有所增大，但当PMDA含量过高时其力学性能反而下降；随着PMDA含量的增加，薄膜的热膨胀系数明显降低。

蜂窝夹层板结构广泛应用于航空航天行业中，建立准确的蜂窝夹芯板有限元模型是分析和优化航天器微振动的必要前提。基于蜂窝芯的力学等效参数模型，建立了蜂窝板的动力学有限元模型。使用正交数值实验设计筛选出对蜂窝板动力学性能影响最大的蜂窝芯等效材料参数，并利用基于响应面模型自适应采样技术的全局优化方法快速地完成了蜂窝芯关键材料参数的优化修正。修正后的蜂窝板有限元模型前六阶模态频率与实验结果的平均误差小于1%。