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石墨烯是一种只有一个原子层的二维原子晶体，它是构成零维富勒烯、一维碳纳米管和三维石墨等其他碳同素异形体的基本结构单元，具有很多独特的电子及力学性能，因而吸引了化学、材料及其他领域众多科学家的高度关注。拉曼光谱作为一种灵敏便捷的表征方法，在石墨烯的研究中起到重要的作用。该综述总结了近年来拉曼光谱在石墨烯表征中的应用，在对单层石墨烯的典型特征峰作详细介绍的基础上，通过对拉曼谱图中D峰、G峰和2D峰的强度、位置和半峰宽变化情况的分析，可以快速而准确地表征出石墨烯的层数，并可以对石墨烯的堆垛方式、边缘手性和掺杂程度进行判定。同时，也系统地分析了在石墨烯制备与测试过程中基底、掺杂、温度和激光功率等因素对拉曼谱图中D峰、G峰和2D峰的强度、位置和半峰宽的影响。
氧化石墨烯由于具有超大的比表面积、高强度和化学稳定性好等优点，其在环保领域作为含铀废水吸附材料的应用潜能备受关注。本文综述了近年来石墨烯基复合材料吸附水溶液中铀的研究现状及进展，介绍了石墨烯基复合材料对铀的吸附性能，分析了溶液pH值、温度、离子强度、接触时间和吸附剂用量等因素对吸附效果影响的原理，阐述了通过表面络合模型，光谱分析和理论计算等方法探讨氧化石墨烯复合材料的微观形貌结构与铀吸附效果之间的内在联系，最后研究了氧化石墨烯复合材料吸附铀研究中面临的挑战，对石墨烯材料与轴的相互作用机理及其在环保方面的开发应用进行了展望。
氧化石墨烯（GO）和纳米氧化锌（ZnO）具有优异的性能，但在环氧树脂中容易出现团聚现象，为解决这一问题，必须对其进行表面改性。以七水合硫酸锌为原料，将ZnO负载到GO表面，通过FT-IR，XRD，SEM，EDS，TG和接触角测试，纳米ZnO均匀分散在GO基体上，并可以在不改变GO片层结构的条件下，改善GO的团聚问题的同时降低GO的亲水性。然后将ZnO负载GO与环氧树脂制备纳米ZnO负载GO/环氧复合材料。结果表明：纳米ZnO负载GO/环氧复合材料力学性能和热稳定性明显提高，当ZnO/GO加入量为0.250%（质量分数）时复合材料综合性能最佳，拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率和冲击强度分别比纯环氧树脂提高了99.87%，12.09%，98.35%和151.48%，吸水率比纯环氧树脂降低了81.48%。
石墨烯独特的物理、化学和力学性能为复合材料的开发奠定了重要基础，是各种复合材料的理想增强体，但石墨烯分散性和湿润性差的问题严重限制了其在复合材料中的进一步应用。采用浸润法和加热改性剂法制备了稀土改性氧化石墨烯（RE-M-GO），利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM），能谱仪（EDS）对RE-M-GO的形貌和相结构进行表征；并结合傅里叶变换红外（FTIR）和紫外光谱仪器（UV），分析改性氧化石墨烯的官能团结构的变化，探讨其改性机理。结果表明：稀土改性的氧化石墨烯的分散性有明显的改善，主要是由于稀土元素与氧化石墨烯的含氧官能团进行反应形成配位键，生成了新的官能团，降低了氧化石墨烯的界面能及表面能，从而改善了氧化石墨烯的分散性。
为了进一步挖掘600℃高温钛合金整体叶盘的性能潜力，通过材料技术和工艺技术的优化，创新发展了双性能整体叶盘设计思路及制备技术，即控制叶片和盘体分别采用最为适合航空发动机实际使用工况要求的组织状态，实现材料性能和结构设计的融合。在回顾整体叶盘结构发展历程及应用的基础上，分析先进发动机结构设计由追求均质整体叶盘向双性能整体叶盘转变的原因，重点介绍600℃高温钛合金TA29双性能整体叶盘锻件制备技术的最新研究进展。与分区控温锻造相比，分区控温热处理更容易实现双重组织的控制，即叶片获得等轴均匀细小的双态组织，盘体通过精确可控的β区热处理得到细晶的片层组织，过渡区的显微组织沿整体叶盘径向平缓变化。最后，指出600℃高温钛合金双性能整体叶盘应用研究未来拟解决的关键问题，包括整体叶盘叶片和盘体组织性能精确控制、过渡区位置及尺寸控制、关键服役性能评价与研究等。
铝合金因具有密度低、比强度高、耐蚀性好、回收再生性好等诸多优点，在航空航天、汽车等领域获得广泛的应用。然而铝合金的室温成形性较差，常依靠加热辅助其成形，不仅增加制造成本，降低生产效率，而且严重降低产品表面质量，从而限制其在复杂结构零部件以及高端制造领域中的应用。而局部热处理技术能够有效制备具有梯度性能分布的铝合金差性板，可以改善板材的变形行为和与模具之间的接触摩擦作用，实现调控成形过程中材料的流动时序，从而提高铝合金的室温成形能力。本文系统论述铝合金局部热处理技术的工艺原理及特点，对材料微观组织和力学性能的影响规律，快速加热的实现方式及优缺点，热处理路径的选取、加热温度和保温时间等关键技术，以及在实际板材成形中的应用。详细介绍局部热处理软化和硬化对铝合金板材强韧化的作用和调控机制，对比分析局部热处理提高铝合金板材成形能力的实际效果，从而加快推进该技术在我国高端铝制品加工行业中的实践和应用。
染料敏化太阳能电池和钙钛矿太阳能电池是目前太阳能电池领域的研究热点，但这两种电池中使用的传统对电极材料，如Pt和Au等稀有且价格昂贵，不利于大规模量产。碳材料作为除Pt，Au等之外的另一种候选材料，其种类丰富且成本低廉，作为对电极应用在这两类电池中具有逐渐接近甚至超越传统电池的光电转换效率，表现出良好的应用前景。本文综述了作为两类电池对电极的碳材料具备的结构、性能及对电池光伏性能的影响，着重介绍各种形式的碳材料应用于对电极的最新研究进展，并指出现有研究存在的局限性与待解决的问题，讨论了碳材料对电极未来的研究方向。
形状记忆聚合物是一种可以感受外界刺激并产生形态学变化的智能材料，近段时间得到了飞速发展。随着研究者们对形状记忆机理的理解不断深入，一些特殊的化学结构与化学反应被应用到形状记忆体系当中，新的引发方式与高级记忆效应被发现。多形状记忆聚合物作为传统形状记忆聚合物的形态学拓展，在记忆循环中具有独特的行为，一直受到广泛的关注。共混法制备多形状记忆聚合物的出现，显著降低了多形状记忆体系的制备难度。近期，多形状记忆聚合物在机理上出现新的突破，体系具有改变复杂几何形态的能力，使材料更具有现实应用潜力。本文着重介绍近年来多形状记忆聚合物这一新方向的最新研究进展，并阐明聚合物形状记忆的机理及其表征。
采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）制备大尺寸超薄TiAl/Ti3Al微叠层复合材料。利用XRD和SEM对材料的微观结构与相组成进行分析；对热等静压处理前后的试样进行拉伸实验研究；同时，采用真空热处理的方法研究微叠层在不同温度下的结构演变和微叠层材料层状结构的退化机理。结果表明：微叠层具有明显的层状结构，由α2-Ti3Al和γ-TiAl相组成；经热等静压处理后的试样具有较高的抗拉强度和较好的伸长率，断裂方式由脆性断裂转变为具有一定韧性的解理断裂和脆性断裂的混合断裂方式；扩散温度和Al元素的浓度分布直接决定了微叠层的相结构与形貌的变化。
为研究不同温度热处理对激光熔覆钛基复合涂层组织和微动磨损性能的影响，采用激光熔覆技术在TA2钛合金表面制备40%Ti-25.2%TiC-34.8%WS2（质量分数）复合涂层，将涂层分别置于300，500℃和700℃真空中保温1h，分析热处理前后涂层的显微组织和微动磨损耐磨性能。结果表明：未经过热处理涂层及经过不同温度热处理涂层的主要物相均为α-Ti，（Ti，W）C1-x，TiC，Ti2SC和TiS。未热处理及经过300，500℃和700℃热处理1h涂层的显微硬度分别为1049.8，980.7，1143.3HV0.5和1190.7HV0.5。经过700℃热处理1h涂层表现出优异的微动磨损性能，磨损机理为黏着磨损和磨粒磨损。
采用激光加工方法在铝合金表面构筑了一种展现超疏水耐腐蚀特性的槽棱和网格状结构。采用扫描电子显微镜（SEM）、激光共聚焦显微镜（LSCM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线能谱仪（EDS）、接触角测量仪和电化学工作站表征材料表面的特征和特性。结果表明：由激光烧蚀形成的槽棱和网格状结构均展现出槽、坑、鳞片和颗粒等复杂形貌和复合结构特征；线间距为200μm的网格状结构的疏水性最好，静态接触角达到154.9°，滚动角接近7°。通过Tafel曲线及其拟合结果分析表明，激光加工处理使两种结构表面均展现出更好的耐腐蚀性能，其中线间距为100μm的网格状结构的耐腐蚀性最好。
针对目前超疏水材料耐腐蚀差的问题，制备一种耐腐蚀的超疏水铜网，并应用于油水混合物的分离。将十八胺修饰的多壁碳纳米管与有机硅改性的水性聚氨酯相结合，喷涂到铜网制备了具有鸟巢状结构的铜基超疏水表面。结果表明，该表面呈现对水高的接触角162°和对油极低接触角0°。另外，可对石油醚/水、四氯化碳/水、甲苯/水、己烷/水、煤油/水等油水混合物高效分离，分离效率均大于93.79%，且具有良好的可循环使用性。耐腐蚀性测试结果表明，该超疏水表面分别在1 mol/L的NaOH，HCl，NaCl溶液中浸泡24h后，仍可保持超疏水特性，具有优异的耐腐蚀性能。
针对在铝/钢焊接过程中，钢的表面金属镀层对铝/钢激光熔钎焊接头性能有着重要影响的问题，研究铝合金在不同金属镀层的低碳钢表面的铺展效果，通过SEM对不同金属镀层下熔钎焊接头界面微观组织形态、金属间化合物厚度、种类等进行分析，并进一步研究不同金属镀层下铝/钢接头的力学性能及断口形貌。结果表明：钢表面的金属镀层对铝/钢激光熔钎焊过程中5A06铝合金在钢上的铺展与浸润有着较大的影响，其中5A06铝合金在镀铝钢上的铺展效果最佳，且铝合金与镀铝锌钢熔钎焊的接头抗拉性能最好，达到母材铝合金的70%。铝/钢界面金属间化合物主要由铝铁金属间化合物组成，其中在镀铝钢、镀铝锌钢、镀锌钢中主要存在Fe2Al5，FeAl3，FeAl等金属间化合物，在镀镍钢界面中还存在Fe4Al13等金属间化合物。
采用等离子堆焊技术在Z2CN18-10核电用不锈钢表面堆焊Ni60合金，并研究Ni60合金堆焊层的组织结构、硬度和耐蚀性能。结果表明：堆焊层组织主要由γ-Ni、碳化物、硼化物以及γ-Ni和硼化物的共晶组成，堆焊层的底层、中间层和顶层位置各相体积分数不同，中间层菊花状组织最多。Ni60堆焊层硬度约为500HV，明显高于Z2CN18-10不锈钢基体，菊花状共晶组织有助于提高堆焊层硬度。Ni60在硼酸中的钝化能力明显高于海水，且与Z2CN18-10不锈钢的自腐蚀电位差较小，不易发生电偶腐蚀。在模拟海水中堆焊层中间层耐腐蚀性能优于堆焊层的底部和顶部，与基体的自腐蚀电位差较大，容易出现电偶腐蚀。
通过超声辅助电沉积的方法，在加入粒径为50nm的ZrO2粉体的氨基磺酸盐镀液中制备了Ni-Co/纳米ZrO2复合镀层。利用电化学方法（线性扫描伏安法、循环伏安法）对沉积动力学进行分析。通过XRD，SEM和EDS分别对复合镀层的微观结构、表面形貌和相组成等进行表征。同时，对镀层进行了纳米压痕测试和旋转摩擦测试。结果表明，Co2+的电沉积行为遵循3D"成核/生长"机制，合金共沉积电位为-0.72V，复合共沉积电位为-0.70V。ZrO2纳米粒子的加入降低了体系的极化度，使得电极过程更容易进行。纳米ZrO2的添加量为15g/L时，镀层硬度、弹性模量以及硬模比分别为6.13GPa，291GPa和0.026；摩擦因数为0.3273，磨损量为0.55×10-5g/m，分别为Ni/Co合金的3/4和1/2，超声和纳米粒子的协同作用能够明显改善镀层的力学性能。
采用超音速火焰（High Velocity Oxygen Fuel，HVOF）喷涂技术在Q235钢基体上制备WC-10Co-4Cr涂层。利用透射电子显微电镜、扫描电子显微电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段对涂层的微观组织结构和摩擦磨损性能进行研究。结果表明：采用HVOF喷涂技术制备的WC-10Co-4Cr涂层结构致密，与基体结合良好，孔隙率为0.67%。涂层中的物相以WC为主，此外还含有少量W2C相和非晶相。涂层的平均显微硬度为1230HV0.3。WC-10Co-4Cr涂层具有良好的耐摩擦磨损性能，累计磨损量（14.4mg）仅为Cr12MoV冷作模具钢的2/5。磨粒磨损为WC-10Co-4Cr涂层的主要磨损机制。
采用混合溶剂热合成法成功制备直径为4μm的Bi2S3微米花。研究不同反应时间和溶剂比对产物形貌的影响。另外，以玻璃为基底，利用Bi2S3微米花和ITO电极，通过简单滴涂的方法组装了一种光电导结构的可见光探测原型器件。光电性能测试表明，其在模拟太阳光下的光电流为暗电流的50倍，响应时间和衰减时间分别为227ms和880ms，具有优异的光电响应性；通过周期性的开关测试器件，光电流没有明显衰减，表明该器件具有良好的稳定性。
分别采用晶格固溶（Solid Solution，SS）和晶界择优偏聚（Grain Boundary Segregation，GBS）两种方式将Co元素添加至Gd掺杂的CeO2粉末（GDC）内，研究两种添加方式对GDC电导行为的影响。首先采用共沉淀法制备10%Gd（摩尔分数，下同）掺杂的GDC粉末（10GDC），再分别通过以上两种方式将1%Co元素添加至10GDC粉末中，得到10GDC-1Co（SS）和10GDC-1Co（GBS）粉末样品。上述粉末样品中只含有CeO2固溶体相，晶粒尺寸范围为10.1~12nm。将Co掺杂前后粉末样品在1000℃下烧结1h，分别得到10GDC，10GDC-1Co（SS）和10GDC-1Co（GBS）片状陶瓷样品。烧结后所有陶瓷样品中均只含有CeO2固溶体相，晶粒尺寸范围为44.5~59.7nm。10GDC-1Co（SS）和10GDC-1Co（GBS）样品的电导率均高于10GDC样品的电导率，当测试温度低于430℃时，10GDC-1Co（GBS）样品的电导率高于10GDC-1Co（SS）样品；当测试温度高于430℃时，10GDC-1Co（SS）样品的电导率高于10GDC-1Co（GBS）样品。
采用传统固相烧结法制备Pb0.92Sr0.06Ba0.02（Sb2/3Mn1/3）0.05Zr0.48Ti0.47O3：xCeO2（简称PSBSM-PZT）压电陶瓷样品。研究不同CeO2掺杂含量对PSBSM-PZT基陶瓷样品的物相结构、微观形貌、压电及介电性能的影响。结果表明：当CeO2掺杂量x ≤ 0.5%（质量分数，下同）时，陶瓷样品均为纯的钙钛矿结构。随着CeO2掺杂含量的增加，陶瓷样品中四方相结构逐渐向三方相结构转变。随着CeO2掺杂含量的进一步增加，陶瓷中出现焦绿石相，虽然陶瓷中已经出现焦绿石相，但是样品仍没有完全转变为三方相陶瓷；CeO2掺杂具有细化晶粒的作用，当x=0.25%时样品晶粒晶界清晰，晶粒之间的结合相对致密，晶界处气孔率低，陶瓷断裂方式以沿晶断裂为主；当x=0.25%时，陶瓷样品获得最佳的压电与介电性能：d33=346pC/N，kp=0.60，Qm=1396，εr=1309，tanδ=0.474%。
采用均匀设计和多元非线性回归方程研究Ce-La掺量（Ce-La与钛酸丁酯的摩尔比）、Ce与La摩尔比、煅烧温度和硅酸四乙酯用量（硅酸四乙酯与钛酸丁酯的体积比）对Ce-La/TiO2空心微球的吸放湿性能和光催化性能的影响，以确定优化Ce-La/TiO2空心微球制备参数。将癸酸-棕榈酸采用真空吸附法压入优化Ce-La/TiO2空心微球的空腔中，制备环境协调型Ce-La/TiO2复合材料，分析Ce-La/TiO2复合材料的光-湿-热性能，利用扫描电镜（SEM）与激光粒度仪（LPSA）表征微观形貌与粒径分布。结果表明：4个因素均对Ce-La/TiO2空心微球的吸放湿性能和光催化性能有影响，其影响显著性为：Ce-La掺量 > 硅酸四乙酯用量 > Ce与La物质的量比 > 煅烧温度；优化制备工艺参数为Ce-La掺量为0.76%、Ce与La物质的量比为1.0、煅烧温度为646℃、硅酸四乙酯用量为0.63；Ce-La/TiO2复合材料具有优良的吸放湿性能、光催化性能和相变调温性能，即在相对湿度43.16%~75.29%间的湿容量为0.0576g/g，经过5h的甲醛降解效率为56.37%，从30~15℃降温所需要的时间近500s，具有明显且持续的相变平台。
测试和分析SA508 Gr.3 Cl.1钢在20~600℃范围内的拉伸性能与室温下的疲劳性能。结果表明：SA508 Gr.3 Cl.1钢由上贝氏体和碳化物组成，晶粒度为8.0级。钢基体中分布着粗系、moy级别为1.0级的D类球状氧化物，约占钢基体的0.0325%（体积分数）。钢基体中分布着大量平行与缠结的位错，除了大量碳化物颗粒外，还分布着底心正交晶体结构的Al6（Fe，Mn）析出相。钢的屈服强度、抗拉强度随温度的升高而降低，伸长率保持在20.2%~29.1%范围内，断面收缩率在20~300℃之间相对稳定，约为70%；而在300℃后明显升高，600℃的相应值达到90.2%。拉伸导致了钢基体的显微硬度升高，但其增加值随温度的升高而降低，600℃时为225HV。XRD分析表明拉伸并没有导致钢发生明显的相变。拉伸性能满足大型先进压水堆AP1000等堆内构件的性能要求。疲劳实验表明，在室温下钢的疲劳极限σ-1=268.64MPa，JΙC=331.2kJ/m2，KIC=269.07MPa·m1/2。
