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智能材料是一种能够感知外部环境变化并自主进行判断、处理以及适度响应的新型智能多功能材料，同时也是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，它的兴起引发了材料科学的一次新的革命。本文从形状记忆智能复合材料的历史起源入手，聚焦形状记忆合金和形状记忆聚合物最新研究成果，分别从形状记忆机理和工程实际应用等多个角度进行阐述，并对现阶段的技术发展难题，如形状记忆合金：生物相容性差、形变恢复小、驱动速度缓慢、疲劳寿命短；形状记忆聚合物：增材制造技术过程复杂、强度和刚度小等进行讨论，最后对未来发展前景进行展望。
丝素蛋白是天然高分子材料，具有很好的生物相容性、生物降解性等优良的性能，在医药、食品和美容等领域具有很好的发展前景。本文阐述了丝素蛋白及其分别与天然生物蛋白、无机物、合成聚合物、碳纳米管和氧化石墨烯进行复合的制备技术、材料结构、性能以及研究发展趋势，介绍了丝素蛋白及其复合材料的不同制备机制，分析了制备方法与结构和材料性能之间的关系及不同材料间的相互作用机理，总结了其在组织工程、药物释放和抗凝血性等方面的应用，并提出丝素蛋白复合材料实现规模化生产、发展智能材料以及从基因层面对丝素蛋白进行重组改性方面的未来发展趋势。
针对炼油化工设备所处酸碱盐等化学物质腐蚀环境下导致的电化学腐蚀问题，本文提出采用导电聚合物的复合涂层方法来应对钢材防腐蚀。本文详细讨论了聚苯胺涂层的3种防腐机理，有钝化作用，屏蔽作用和缓释机理，分析总结了各类聚苯胺及其复合涂层在钢材等金属材料的防腐蚀应用，着重阐述了聚苯胺/无机复合涂层的应用，并展望了聚苯胺基涂层在防腐蚀方面的研究趋势。聚苯胺与其他材料的复合，尤其是二元及多元复合材料，以及复合后防腐机理的研究将会是以后研究和开发的趋势，而聚苯胺复合涂层制备和针对环境的防腐研究，可为其在炼厂复杂环境中的进一步应用研究提供参考。
采用传统固相反应法制备CaBi2Nb2-xCoxO9（CBNCo）陶瓷，研究Co掺杂对其微观结构、介电、压电以及电导性质的影响。结果表明：Co掺杂的CBN陶瓷为正交晶系结构，其中，CaBi2Nb1.95Co0.05O9陶瓷有杂相生成。所有CBNCo陶瓷均有较高致密性，烧结效果较好。Co的加入使CBN陶瓷烧结密度明显提高，压电性能得到改善；加入Co改性后，CBN陶瓷介电损耗均明显降低，居里温度略微增加。同时，Co的加入引入了更多缺陷，使导电机理有所改变。
采用一步水热法原位诱导合成TiO2/石墨烯复合催化剂，通过X射线衍射（XRD），傅里叶变换红外光谱（FT-IR），扫描电镜（SEM），透射电镜（TEM），拉曼光谱（Raman），紫外可见吸收光谱（UV-Vis）表征复合催化剂的晶体结构、官能团强弱、微观形貌和光学特性。以葡萄糖（glucose）、十二烷基硫酸钠（SDS）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为诱导助剂，研究其对复合催化剂形貌和光催化降解甲基橙（MO）活性的影响。结果表明：以葡萄糖和十二烷基硫酸钠为诱导助剂合成的复合催化剂活性最高，紫外光照射30min，MO降解率可达92%，而商用P25降解率达到90%需要120min，同时以聚乙烯吡咯烷酮为诱导助剂合成的复合催化剂和TiO2/石墨烯自组装形成的复合材料光催化活性差别不大。
采用高效离子交换法制备K2SiF6：Mn4+荧光粉，研究不同K/Mn原料摩尔比和不同反应时间对K2SiF6：Mn4+荧光粉结构及性能的影响，并采用溶胶-凝胶法对制备的K2SiF6：Mn4+荧光粉表面包覆SiO2来提高K2SiF6：Mn4+荧光粉的热稳定性。通过XRD，SEM，EDS，PL等方法对样品结构、表面形貌、元素组成和发光性能进行测试和分析。结果表明：当K与Mn原料摩尔比为43：38，反应8h制备的K2SiF6：Mn4+荧光粉样品具有立方晶系结构并且发光性能最优，在460nm的蓝光激发下，最强窄带发射峰位于630nm处（2Eg→4A2）。包覆后的K2SiF6：Mn4+红色荧光粉的表面上包覆了一层无定形的SiO2，晶体结构没有改变。包覆前后荧光粉的发光性能测试结果表明包覆SiO2的K2SiF6：Mn4+样品的热稳定性得到改善。
以壳聚糖、氧化铅为原料，利用原位合成方法，制备复合炭材料。通过X射线粉末衍射仪、扫描电镜和电子能谱仪、比表面仪、拉曼光谱仪等方法对复合炭材料进行表征，结果表明：壳聚糖为碳源的复合炭材料具有非晶态结构，孔径分布集中在5～10nm，比表面积高达487.4m2/g，适合作为Pb-C电池负极材料使用；将原位合成壳聚糖复合炭材料或者炭黑材料与析氢抑制剂、黏结剂、膨胀剂等电池添加剂混合成涂膏，分别组装成Pb-C模拟电池，利用电化学测量技术和电池性能测试系统评价Pb-C电池电化学性能，结果表明：以原位合成壳聚糖复合炭材料作为负极材料制成的Pb-C电池负极板，比以炭黑为碳源制备的负极材料具有更好的电化学性能，电阻较小，其循环伏安测试的比电容为162.9F/g，首次放电平台更长，最终容量达到108.72mAh/g，壳聚糖为碳源时比容量为理论比容量的98%，且10000次循环几乎没有衰减。
在多壁碳纳米线（MWCNT）上负载纳米FeNi粒子，同时实现2～18GHz和工频（50Hz）电磁波的高效吸收和衰减。首先采用化学镀方法制备MWCNT/Ni，然后采用多元醇的方法，制备MWCNT/FeNi复合纳米线。通过透射电子显微镜、X射线衍射和矢量网络分析等方法，对MWCNT/FeNi复合纳米线的微观结构进行分析。结果表明，MWCNT/FeNi复合纳米线具有有效的雷达微波吸收带（RL < -10dB）范围为3.5～13.5GHz，能够衰减50Hz工频电磁波产生的76%电场感应以及58%磁场感应。
采用草酸盐沉淀-前驱体热分解法制备不同成分的FexNi1-x（0 < x < 1）合金粉。采用XRD和SEM分别测试前驱体和合金粉的物相结构与形貌。结果表明：随着Ni含量增大，前驱体物相由FeC2O4·2H2O逐渐向NiC2O4·2H2O转变，形貌由短棒状向立方体、多面体转变。FexNi1-x合金粉的几何外形与前驱体基本一致，但结构上呈多孔状，且粒径变小。FexNi1-x合金粉的物相结构随其成分变化，由富铁的bcc结构向富镍的fcc结构转变。测试不同成分FexNi1-x合金粉与石蜡复合物的电磁参数，并计算其吸波性能，Fe0.5Ni0.5具有最大的电磁损耗能力，厚3.0mm时在6.82GHz处具有最小反射损耗RL，为-52.58dB。Fe0.6Ni0.4具有最大有效频宽，厚1.5mm时反射损耗小于-10dB的有效频宽达4.02GHz。
选用MgO-CuO-TiO2-Eu2O3添加剂作为氧化铝陶瓷的烧结助剂，在空气气氛下经过常压烧结制备Al2O3陶瓷。采用XRD，SEM及EDS等方法研究Eu2O3掺杂量以及烧结温度对Al2O3基微波陶瓷样品物相组成，微观结构和介电性能的影响。结果表明：添加Eu2O3的Al2O3陶瓷中，均存在Al2Eu2O9次晶相，且随着Eu2O3含量的增加，Al2Eu2O9相增加；随着Eu2O3添加量的增加，Al2O3陶瓷试样致密度先增加后降低；随着烧结温度的增加，Al2O3陶瓷的介电常数和品质因数Q·f值先增加后降低。烧结温度为1450℃，Eu2O3添加量为0.25%（质量分数）时，烧结体的相对密度达到最大值98.21%，且Al2O3陶瓷的介电性能较好：介电常数为10.05，品质因数Q·f为37984GHz。
以Al粉、TiO2粉、C粉和稀土La2O3粉为原料，利用放热弥散法原位合成稀土La2O3质量分数为0.3%的Al-TiO2-C晶粒细化剂，压制压力分别为80，85，88，90kN和92kN，研究不同压力制备的细化剂对ZL101合金细化效果的影响。采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪研究压制压力对Al-TiO2-C细化剂相组成和显微组织的影响。利用MATLAB软件提取特征值评价Al-TiO2-C细化剂对ZL101合金的细化能力。结果表明：压制压力为90kN时，Al-TiO2-C细化剂组织中Al3Ti呈圆块状数量明显增多，尺寸均匀，形核颗粒TiC和Al2O3数量有所增多，此种组织的细化剂对ZL101合金具有最好的细化效果。
采用等离子熔覆技术，在45钢基体上制备添加稀土CeO2的AlCoCuFeMnNi高熵合金涂层。利用XRD，SEM和EDS研究涂层的显微组织和相组成，并测试其显微硬度和磨损性能。结果表明：合金涂层主要由BCC枝晶和FCC枝晶间组织构成。热力学计算表明，未添加稀土CeO2的涂层中有少量AlCoNi相，而且其枝晶内析出了大量富Fe颗粒，涂层硬度值在260~420HV0.2间呈梯度变化，摩擦因数在0.16~0.57之间。添加1%（质量分数）的稀土CeO2后，基体中Fe元素向涂层内部的扩散程度降低，涂层底部形成一条宽约32μm的富Fe胞晶过渡层，涂层硬度在400HV0.2左右，摩擦因数稳定在0.28~0.31之间，磨损量为添加前的74.4%，细晶强化是涂层磨损性能提高的主要原因。
以Fe30A自熔合金为基体，铸造碳化钨和钴包碳化钨为增强颗粒，采用粉末冶金方法制备大颗粒、小颗粒及混合颗粒级配增强铁基复合材料，并对其组织和相结构进行分析。结果表明：铸造碳化钨颗粒的溶解从边缘开始，与基体发生反应生成絮状的过渡层Fe6W6C以及分散的小颗粒状Ni17W3，钴包碳化钨部分颗粒完全转化为小颗粒状Ni17W3；混合颗粒增强的复合材料，其组织形貌为大颗粒间均匀分布小颗粒，小颗粒一部分来源于原始颗粒，另一部分为颗粒与基体反应而生成的Ni17W3。对3种颗粒增强复合材料进行硬度及磨损性能测试，结果表明，级配增强复合材料的硬度高、耐磨性更好。
在3D封装中，全Cu3Sn焊点逐渐得到广泛应用。选择270℃，1N分别作为钎焊温度和钎焊压力，在不同钎焊时间下制备焊点，分析其组织演变过程，分别观察不同钎焊温度和钎焊时间下Cu6Sn5立体形貌，以研究Cu6Sn5生长规律及温度对其生长形貌的影响。结果表明：钎焊30min后Cu基板与液态Sn之间形成扇贝状Cu6Sn5，Cu6Sn5与Cu基板之间出现一层较薄的Cu3Sn。当钎焊时间增加到60min后，液态Sn全部被消耗，上下两层Cu6Sn5形成一个整体。继续增加钎焊时间，Cu3Sn以Cu6Sn5的消耗为代价不断长大，直到480min时Cu6Sn5全部转化成Cu3Sn。Cu6Sn5长大增厚过程为表面形核、长大、小晶粒融合、包裹初始大晶粒。随着钎焊温度的增加，Cu6Sn5的形貌逐渐由多面体状变为匍匐状。
利用X射线衍射仪、扫描电镜和热膨胀仪，研究两相区淬火温度和保温时间对7Ni钢显微组织及力学性能的影响。基于热膨胀曲线，定量地测量了7Ni钢在淬火+两相区淬火+回火（QLT）工艺各阶段的逆转奥氏体生成量及转变速率，揭示逆转奥氏体的转变过程。结果表明：逆转奥氏体在QLT工艺中的转变依次经历了淬火保温、淬火冷却、回火保温、回火冷却四个过程。适当升高两相区淬火温度和延长保温时间，有利于回火过程中逆转奥氏体的转变，并促进其均匀分布，从而使7Ni钢强度降低，塑韧性增强。两相区淬火工艺为660℃保温30min时，7Ni钢综合力学性能达到最佳，并完全满足标准ASTM A553规定的9Ni钢的力学性能要求。
为了提高核燃料包壳Zr-1Nb合金的抗高温腐蚀性能，采用激光熔凝+真空退火热处理工艺对其进行表面处理。借助扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼等检测手段对锆管组织、成分及物相结构进行分析，使用探针式表面轮廓仪、显微硬度计和高压反应釜等仪器表征锆合金的粗糙度、硬度和耐蚀性。结果表明：经激光熔凝处理的锆管表面平整度提高；激光熔凝层物相主要由α-Zr和少量的m-ZrO2组成，且后续真空退火热处理没有改变锆合金的相组成；较高功率条件下进行激光熔凝显著降低锆管的高温耐蚀性能，而在较低功率进行激光熔凝工艺且辅助后续热处理的条件下，可以显著提高锆管的高温耐蚀性能；经激光熔凝处理后锆合金的显微硬度升高50~80HV0.1，热处理后硬度相应减小，但仍高于原始样品。
采用激光选区熔化成形技术（Selective Laser Melting，SLM）制备TC4钛合金试样，观察其显微组织，并用电化学腐蚀实验测试不同成形面以及粗糙度对TC4钛合金耐蚀性能的影响，并与传统轧制态进行对比。结果表明：成形方式、成形面和粗糙度均影响TC4钛合金的耐蚀性能。激光选区熔化成形技术制备的TC4钛合金纵截面由原始柱状β晶粒和与生长方向成±45°针状α'马氏体组成，横截面上的晶粒呈棋盘状。传统轧制态由片状α+β相以及等轴α相组成。传统轧制态的耐腐蚀性要强于SLM成形的试样，且SLM成形的纵截面的耐腐蚀性要强于横截面。表面粗糙度小的试样耐腐蚀性要强于表面粗糙度大的试样。激光选区熔化成形态试样腐蚀表面都出现明显的腐蚀坑，腐蚀形态均为点蚀。
采用浸盐法研究一种新型钴基高温合金在900℃熔融NaCl中的热腐蚀行为。结果表明：腐蚀初期合金发生选择性氧化，在表面生成Al2O3，Cr2O3和少量的TiO2。随着腐蚀时间的延长，熔融NaCl开始侵蚀表面保护性Cr2O3和Al2O3，使腐蚀性介质与基体逐渐接触，加速合金腐蚀。随着腐蚀的进行，合金内腐蚀层生成棒状Al2O3。由于基体中Al的消耗，棒状Al2O3周围易生成Co3W。Co3W与棒状Al2O3的相界面形成氧扩散的快速通道，导致80h后合金热腐蚀加剧。
使用25J和30J脉冲能量的方形光斑激光冲击强化技术对20CrMnTi钢表面进行强化。测量强化后样品表面的分层设色形貌图、粗糙度、显微硬度和残余应力，研究样品的极化曲线和盐雾腐蚀后的表面形貌。结果表明：激光冲击强化使得表层材料发生塑性变形，试样表面粗糙度Ra降低到0.433μm，显微硬度得到提高，并产生较大的残余压应力。合适的激光功率密度使得材料的强化层和钝化膜的密度增加，产生的横向残余压应力使得钝化膜更加稳定，从而提高材料的耐腐蚀性能。过大的激光功率密度导致材料表面出现压痕、铝箔发生烧蚀等现象，使得Cl-在压痕缺陷处聚集，材料表面局部产生拉应力，表面钝化膜被破坏，加快表面的腐蚀速率。
制备苯乙炔全封端的含硅芳炔树脂，与含硅芳炔树脂（PSA）共混，得到满足RTM成型工艺要求的低黏度含硅芳炔树脂，合成三乙氧基乙炔基硅烷（TEOAS）并应用于改性石英纤维（QF）布，采用RTM工艺制备石英纤维增强的PSA树脂复合材料。对共混树脂的加工工艺性、耐热性能、石英纤维的表面和复合材料的性能进行研究。结果表明：共混PSA树脂不但具备较高的耐热性，而且有良好的加工工艺性能；X射线光电子能谱（XPS）分析表明QF表面接枝上乙炔基，TEOAS处理后QF与共混PSA树脂的界面黏结强度增强，复合材料的弯曲强度和层间剪切强度（ILSS）分别较未处理时提高了28.8%和25.4%。
通过研究定向有机玻璃（YB-DM-10）疲劳裂纹扩展性能，得到该种定向有机玻璃疲劳断裂阈值。发现其疲劳裂纹扩展速率曲线遵循Pairs公式以及Walker公式。研究平面内不同角度、不同频率和应力比对疲劳裂纹扩展的影响；通过对比Paris公式以及Walker公式的回归系数以及断裂表面不同阶段的扫描图像，分析不同参数对疲劳裂纹扩展的影响。结果表明：材料板材平面内，不同切割角度的试样疲劳裂纹扩展速率基本相同；加载频率对疲劳裂纹扩展速率影响不大，但在da/dN-△K曲线的第三阶段，数据有分离的趋势；相同的△K情况下，应力比增大，疲劳裂纹扩展速率增加。本工作结果为该种定向有机玻璃的应用以及航空座舱透明件损伤容限性能研究奠定了基础。
利用扫描电镜、红外光谱、裂解气相色谱-质谱、热重分析和压缩永久变形测试对硅橡胶密封件的长期贮存老化行为进行研究。结果表明：在自然库房和棚下贮存的硅橡胶密封件力学性能发生了严重的退化，润滑脂对自然库房贮存的橡胶样品起到了较好的防护作用，硅橡胶密封件在10年贮存时间里主要发生了降解反应，在长期贮存老化过程中，硅橡胶密封件内部的异氰酸苯酯不断由样品内部向表面迁移并富集，自然库房和棚下贮存的硅橡胶样品老化机理基本一致，外界环境对硅橡胶密封件的微观结构和热稳定性均产生了重要影响。
