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基于形状记忆合金的弹热制冷技术具有高效、节能、环保等显著优势，被认为是传统蒸气压缩制冷技术的理想替代方案。在所有弹热材料中，NiTi基形状记忆合金因其优异的力学性能和弹热效应，成为最具研究价值和应用潜力的弹热材料。然而，NiTi基合金仍面临一些挑战，例如应力滞后较大、相变应力较高以及循环稳定性较差等，阻碍了其应用。本文综述了NiTi基合金的弹热效应机理及表征方法，总结了通过热机械处理、合金元素添加、增材制造、应变玻璃等方法提高NiTi基合金弹热效应的研究，同时，还介绍了基于NiTi合金的弹热制冷装置或原型机。最后，本文展望了未来的研究方向：通过掺杂元素、微观结构调控、引入应变玻璃转变和晶体学相容性调节，进一步研究提高材料疲劳寿命、循环稳定性以及弹热效应；开发新型驱动力小且弹热效应大的NiTi基合金或其他合金；通过结构优化设计，提高换热效率；设计新型高制冷效率、高疲劳寿命以及高工作场景适应性的弹热制冷装置，拓宽其应用范围。
航空航天领域的快速发展对弹性材料提出了严苛要求，要求其在宽温域范围内兼具轻质高强、大的可回复应变、优异的能量耗散及抗疲劳性能。NiTi形状记忆合金因热弹性马氏体相变赋予的超弹性而展现出巨大应用潜力。然而，受限于低屈服强度与超弹应力的高温度依赖性，导致超弹性服役温域狭窄，制约了其在航空航天等极端温变环境中的工程应用。本文聚焦于宽温域超弹性NiTi基形状记忆合金，综述了超弹性温域的调控原理，总结了晶粒细化、元素掺杂、热处理调控及构建复合结构等拓展超弹性温域的研究进展，分析了各策略在温域拓展效果及工程适用性方面的优劣，概述了其在航天领域的最新应用，并对超弹性合金性能提升的技术路径与应用场景的拓展方向进行了展望，以期为该类材料的高性能设计与工程化应用提供理论参考和技术思路。
形状记忆合金（SMAs）因具有独特的超弹性和形状记忆效应，作为智能材料已广泛地应用于航空航天、海洋工程、生物医学、汽车等领域。随着国家重大科技项目与工程化的不断推进，传统成形技术已无法满足对形状记忆合金结构件在轻量化、智能化、功能化及兼具优异综合性能方面的严苛要求。电弧增材制造（WAAM）技术，因生产周期短、材料利用率高、成形性能好等优点，在大中型复杂金属结构件的高效低成本制造上具有明显优势，可避免传统制造技术存在的成形质量差、强韧性低、成形空间受限等问题，极大地满足了形状记忆合金构件的制造需求。然而，WAAM由于其复杂的热循环效应，组织存在晶粒粗大、气孔、不均匀变形和裂纹等缺陷，严重影响结构件的性能。本文从形状记忆合金的基础特性、WAAM原理与分类、WAAM成形组织调控、析出相、相变与滞后特性、缺陷抑制、超弹性与形状记忆效应、性能提升等方面对近年来国内外WAAM形状记忆合金的研究进展进行了综述，最后从材料-工艺-组织-性能协同调控方面进行了展望，指出智能化、复合化及跨尺度精准调控技术的深度融合将是未来发展方向。
Fe-Mn-Al-Ni基形状记忆合金的临界马氏体相变应力对温度的依赖性极低，并且展现出了超宽温域的超弹性（-263~240 ℃）。因此，该类形状记忆合金在航空航天、空间探索、减振抗震等工况多变的环境下具有广阔的应用前景。本文对影响Fe-Mn-Al-Ni基形状记忆合金的超弹性的主要因素进行了回顾和展望。由于共格B2纳米相是Fe-Mn-Al-Ni基形状记忆合金马氏体相变由非热弹性转变为热弹性的核心。因此，首先探讨了共格B2纳米相调控Fe-Mn-Al-Ni基形状记忆合金马氏体相变的机制及其尺寸调控的相关进展。Fe-Mn-Al-Ni基形状记忆合金的超弹性与晶粒尺寸呈正相关，所以单晶的制备是获得优良超弹性的前提。因此，综述了近年来Fe-Mn-Al-Ni基形状记忆合金的单晶生长研究。然后，总结了单晶Fe-Mn-Al-Ni基形状记忆合金的功能特性。最后，对Fe-Mn-Al-Ni基形状记忆合金中B2纳米相对马氏体相变作用机理、大尺寸单晶的进一步开发以及自然时效和循环稳定性的改善等研究和发展方向进行了展望。
针对薄型电子器件的芯片高热流密度散热需求与受限空间之间的矛盾，本工作提出基于合金结构转变的固态相变温控技术以满足芯片在受限空间的高效散热需求。通过对比显热式储热材料与固态相变合金的热响应特性，系统研究了储热材料类型、厚度和加热功率对芯片温度的影响规律。实验结果表明，具有马氏体↔奥氏体结构转变的钛镍基固态相变合金，通过结构热容耗散与相变潜热吸收的协同效应展现出显著的储热优势，其体积储热密度可达285.4 J·cm-3，分别是6061铝合金和H62铜合金的3.9倍和2.8倍。芯片工作工况的测试结果表明，应用该合金可使芯片的温升速率降低82%，达到临界温度的时间比采用铝合金和铜合金的架构体系分别延长96%和73%。参数化分析表明：临界温度到达时间（ ）与储热合金层厚度（ ）呈二次函数关系（ ），与加热功率（ ）呈指数衰减规律（ ）。固态相变合金通过本征比热容吸收显热，并通过潜热效应扩展温度缓升的持续时间，在温升过程中共同构成“显热吸收-潜热缓冲”双模式的智能温控响应机制。本工作证实固态相变合金可在毫米级狭小空间内实现有效热缓冲，为微型化电子器件的紧凑型热管理提供了新方案。
NiTi合金以其独特的功能特性受到关注，激光粉末床熔融是当前增材制造NiTi合金零件的主流技术，但所得零件表面粗糙度通常过高而无法直接装配应用，且难以通过常规机加工改善。激光重熔是一种非接触式表面加工技术，能够改变材料的表面形貌和微观结构。本工作以激光重熔改善激光粉末床熔融NiTi合金的表面粗糙度并明确其对合金力学性能和功能特性的影响为目标，基于实验建立激光重熔工艺参数关于表面粗糙度的回归方程，通过响应面优化求解得最优参数组合，测试了重熔处理前后合金的力学性能和超弹性差异，通过微观结构表征分析其机理。结果表明，激光重熔的最优参数组合：离焦量175 mm、光斑直径0.1 mm、脉冲频率250 MHz、激光功率60.2 W、扫描速度1966.4 mm/s，重熔处理后合金表面粗糙度由8.04 μm降至0.763 μm，拉伸强度由588 MPa升至656 MPa，拉伸超弹性稳定可回复应变由2.1%增至2.8%。强度升高可归因于重熔处理面的晶粒细化，超弹性稳定性和可回复应变的提升则是晶粒细化和Ti2Ni相析出协同作用的结果。
开发综合性能优异的弹热形状记忆合金对推动弹热固态制冷技术的发展具有重要意义。鉴于TiZrMoSn合金优异的力学性能和超弹性，本工作系统研究了TiZrMoSn合金的晶体结构、马氏体相变、超弹性和弹热效应。通过构筑织构化粗晶组织以增强弹热效应并降低应力滞后，同时采用Mo合金化策略调控奥氏体相稳定性以优化相变可逆性和临界应力，从而获得综合性能优异的TiZrMoSn合金。研究表明，Ti76Zr18Mo3Sn3合金呈现双态晶型（柱状晶和等轴晶）形貌，并具有以〈001〉A为主的织构特征。在4.5%应变下，该合金的最大超弹性应力为700 MPa，临界转变应力为211 MPa，应力滞后约100 MPa，表现出低应力滞后的高应力超弹性。在室温下，最大绝热温变ΔT ad为-7 K，已接近目前Ti基合金中的最高值。在承受103次弹热循环后，ΔT ad仅衰减8%，表现良好的循环稳定性。此外，该合金的理论工作温度窗口可达220 K，ΔT ad在300~370 K的温区内始终稳定在7.5 K附近，展现出优异的ΔT ad稳定性，在弹热制冷应用中具有广泛的前景。
在等原子比TiNi合金中引入了不同质量分数的MoB粉末颗粒，通过真空电弧熔炼制备了TiB增强的TiNi形状记忆合金。系统研究了原位反应产物对TiNi合金微观组织、力学性能和形状记忆效应的影响，并通过多道次冷轧及退火处理，进一步优化合金综合力学性能。实验结果表明，当MoB添加量为0.1%（质量分数）时，合金综合力学性能最优，抗拉强度由461 MPa提升至522 MPa，断后伸长率由4.5%提升至8.6%，且在3%预压缩应变下仍保持93.3%的高形状恢复率。冷轧退火处理后合金力学性能进一步提升，经5道次冷轧（形变量75%）退火后合金抗拉强度和断后伸长率上升至757 MPa和18.8%，较未轧制合金分别提高45%和118.6%。微观结构分析表明，轧制过程中Ti2Ni析出相颗粒被严重破碎，尺寸变小，形变区域发生了回复再结晶，基体中出现了亚微米晶、纳米级马氏体结构以及纳米孪晶，且基体中和TiB颗粒周围可见高密度位错。最后，通过合金微观结构的演变对TiNi合金综合力学性能提升机制进行了系统讨论。
钠金属因其具有较高的比容量（1166 mAh·g-1）、较低的还原电位（与标准氢电极相比为-2.71 V）以及较低的成本，被认为是最具潜力的负极材料之一。然而，不稳定的固态电解质界面（SEI）、不可避免的体积膨胀以及不可控的枝晶生长阻碍了钠金属负极（SMAs）的实际应用。目前，已经开发出电解液优化、集流体设计和人工 SEI 构建等策略以实现稳定的SMAs。在此，本文系统地总结了在电解液、集流体设计以及人工SEI方面所采用的最新策略。首先，回顾了电解液优化策略，包括溶剂与盐的优化以及添加剂实现调控溶剂化结构形成高性能的SEI。然后，讨论了集流体改性策略调控钠沉积行为，实现均匀的钠沉积以期缓解体积变化及避免枝晶的形成。其次，系统地回顾了人工SEI层改善SMAs性能的最新进展。最后，提出了高性能钠金属电池的未来研究方向和前景。
高性能电磁屏蔽材料一直是世界各国信息化建设研究的关键内容之一。MXene是一种新型层状二维结构的过渡金属碳化物/氮化物材料，具有导电性好、比表面积大、表面官能团丰富和力学性能优异等特点，在电磁防护领域具有广阔的应用前景。本文在介绍电磁屏蔽机理及常用电磁屏蔽材料基础上，分别从电磁协同损耗、功能复合、宏观结构设计3个方面总结了目前MXene基材料在电磁屏蔽领域的研究进展，并在极端环境应用和多功能集成方面具有广阔潜力。
MXene作为一种新型二维过渡金属碳化物/氮化物材料，因其独特的层状结构、优异的导电性、丰富的表面化学和可调控的物理性能，在多个领域展现出广阔的应用前景。本文系统综述了MXene材料在航空领域的研究与应用进展，重点分析了其在轻量化结构、电磁屏蔽、传感器、储能系统与热管理等方面的应用潜力。详细探讨了MXene的合成方法、结构特性及其与航空材料性能需求的匹配性，通过表格和数据分析对比了MXene与传统航空材料的性能差异。同时，阐述了当前MXene在航空应用中的创新突破，如超轻复合材料、自修复涂层和多功能集成系统，并深入剖析了其科学意义。针对MXene在航空领域应用中存在的规模化制备、环境稳定性和成本控制等挑战，提出了相应的解决思路和发展方向。最后，基于当前研究现状，对MXene在航空领域的未来发展趋势进行了展望，包括绿色合成工艺、智能化设计和大规模产业化路径等，为MXene在航空领域的深入研究与工程化应用提供参考和指导。
近年来，随着电力系统、通信、电子工业等行业的发展，电容器作为现代电力设备和电子设施的核心部件被广泛使用。但薄膜电容器因储能密度和耐温性的限制，不能满足未来器件的需求。因此，研发具有高储能密度的介质材料是未来电容器小型轻量化的重要途径。本文从聚合物基薄膜电容器储能材料入手，简要综述了几种聚合物基电介质薄膜材料的研究进展，其中涉及结构特性、介电性能、储能机理等，主要包括聚丙烯基、聚酰亚胺基、聚偏二氟乙烯基、聚苯乙烯基、聚四氟乙烯基以及一些其他电介质材料并分析总结了各个材料的优缺点，包括其储能密度的提高、耐温性能的调控以及制备工艺的优化等。最后，针对目前聚合物基薄膜电容器储能材料现存的一些缺点与不足，对聚合物基电介质材料的发展方向进行了展望。
铜因其优异的导电与导热性能在传统工业中得到广泛应用。随着复杂铜部件对高制造精度、低成本与高材料利用率的要求不断提高，增材制造为铜及铜合金的加工提供了新的发展契机。本文综述了铜粉与铜线的主要制备方法，包括电解法、等离子旋转电极制粉法、雾化法、拉丝法及丝材制备法，并归纳了各方法的优缺点与适用场景，重点讨论了当前应用于铜合金增材制造技术的发展现状，如激光粉末床熔融、定向能量沉积、黏结剂喷射、冷喷涂增材制造和线材电子束增材制造，系统评述了其在制备铜部件时的优势、瓶颈及技术挑战，探讨了铜的高反射率、高导热性、易氧化性及高热膨胀系数等材料特性对增材制造工艺过程的影响，并提出适当增加扫描间距和激光功率、切换激光源、表面改性、后处理等可供参考的应对策略。
新一代高推重比航空发动机高压涡轮导向叶片等高温部件的燃气壁面温度已突破1500 ℃，显著超出了第三代碳化硅纤维增强碳化硅复合材料（SiCf/SiC）1350~1400 ℃的可靠服役温度范围。这一热障差异亟须在基体表面构筑兼具超高温耐受性、低热导率、基体适配热膨胀系数及优异抗腐蚀性能的热障/环境障（thermal/environmental barrier coating，T/EBC）一体化涂层体系。以稀土磷酸盐、钽酸盐、铪酸盐、锆酸盐、铝酸盐以及稀土氧化物等为代表的涂层材料，凭借其高平均原子量、弱化学键合特性及多尺度结构可设计性等优势，被视为极具潜力的T/EBC防护涂层候选材料。本文系统梳理了T/EBC涂层体系的发展历程及稀土氧化物陶瓷的研究进展，对稀土氧化物陶瓷的热力学和腐蚀性能进行了全面讨论，提出了通过高熵化设计实现稀土氧化物陶瓷涂层热力学性能和耐腐蚀性能协同优化的合理策略。此外，通过对当前研究阶段的回顾发现，下一代航空发动机高压涡轮部件的未来发展方向高度依赖于高质量涂层的多层次设计和全流程制备技术创新，包括涂层材料的高效筛选、涂层的创新结构设计和微观结构调制以及先进的涂层喷涂技术突破等。
采用高速凝固法制备不同厚度的单晶高温合金精铸薄壁试样，研究截面尺寸对DD6单晶高温合金精铸薄壁试样980 ℃/250 MPa和1100 ℃/130 MPa持久性能的影响规律。结果表明：980 ℃/250 MPa条件下截面尺寸小于1.0 mm时，以及1100 ℃/130 MPa条件下截面尺寸小于1.5 mm时，DD6单晶高温合金精铸薄壁试样的持久寿命存在薄壁效应。表面氧化和内氮化等环境损伤造成的有效承载面积的减少是单晶高温合金精铸薄壁试样持久寿命降低的主要原因，并提出了单晶高温合金薄壁效应系数概念。基于持久性能与显微组织的关联性，提出了单晶高温合金薄壁效应系数概念，以比表面积为主要中间变量进行薄壁件持久寿命外推。
固溶热处理后的冷却过程是影响粉末高温合金涡轮盘组织和性能的关键过程，采用数值模拟研究了风冷过程气体流速、气管直径、旋转等工艺参数对涡轮盘毛坯温度分布、冷速的影响。结果表明，更高的气体流速、较小的气管直径，可强化涡轮盘毛坯表面换热，使其内部建立更大的温度梯度，获得更高的冷速；在盘坯旋转时，盘坯内部温度梯度更小，温度分布更均匀。采用数值模拟优化的风冷淬火工艺参数，即气体流速模型3、气管直径为10 mm、盘坯旋转进行实验验证。风冷淬火盘坯各位置晶粒尺寸均匀，为ASTM7.5~8级，与常规油淬盘坯一致。风冷淬火盘坯表面二次γ′相平均尺寸细小，约为200 nm，主要呈球形和方形；盘缘次之，约320 nm，主要呈方形；幅板和心部二次γ′相平均尺寸较大，约370~410 nm，主要呈蝶形。风冷淬火盘坯各位置二次γ′相平均尺寸和形貌的变化规律与油淬盘坯一致，但尺寸更小，蠕变性能优于油淬盘坯，是十分有应用前景的涡轮盘热处理淬火工艺。
为明确成分优化对粉末冶金高温合金热腐蚀行为的作用机制，以一种新型粉末冶金高温合金（以下简称新合金）和FGH96合金为研究对象，在700、750 ℃和800 ℃下开展燃气热腐蚀与涂盐热腐蚀实验，结合X射线衍射仪、扫描电镜、电子探针显微分析等方法对合金的热腐蚀行为进行分析。结果表明：两种合金的燃气热腐蚀机制为加速氧化，涂盐热腐蚀机制为氧化和硫化的协同作用。与FGH96合金相比，新合金具有更优异的抗热腐蚀性能，800 ℃下尤为显著。该现象主要归因于新合金中Co元素和Al元素含量的增加，高Co和Al含量促进连续、完整的Cr2O3和Al2O3膜在合金表面快速形成，并且高Co含量可以通过第三元素效应抑制Al的内氧化和减少S向内扩散，使Al2O3膜完整且连续，从而保护合金基体，降低合金氧化速率和硫化速率。
以储量丰富的Fe2O3为强化剂，纯Ti粉为原料，采用球磨混粉、电场辅助热压烧结技术和热轧工艺制备出综合力学性能优异的Ti-Fe-O合金。系统研究了Fe2O3含量和Ti粉粒径对Ti-Fe-O合金微观组织和准静态拉伸性能的影响规律。研究表明，Fe2O3含量的增加以及Ti粉粒径的减小促进了合金中β相形成、显著细化了α相晶粒。热轧可大幅提升Ti-Fe-O合金综合力学性能，其中，强度提升来源于O元素的间隙固溶强化、α相细晶强化以及β相中纳米针状次生α相的析出强化。在纯Ti粒径为15~45 μm（D 30）条件下，热轧态Ti-0.71%Fe2O3（Ti-0.58Fe-0.29O）和Ti-1.43%Fe2O3（Ti-1.08Fe-0.62O）获得了良好的强-塑性匹配效果，两种合金抗拉强度和断后伸长率分别达到975 MPa，20.6%和1128 MPa，18.4%。
采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射等表征技术，研究固溶温度、时效温度和时效时间对新型高强Ti-B25钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：Ti-B25钛合金经固溶处理后，显微组织由等轴状初生α相（αp）和β基体组成。随着固溶温度的升高，αp相体积分数和尺寸不断减小，合金强度和塑性同时下降。当固溶温度为780 ℃和800 ℃时，随着时效温度的升高，次生α相（αs）发生粗化，体积分数减少，合金强度降低而塑性升高。当固溶温度为800 ℃，时效温度为600 ℃时，随着时效时间的增加，αs相不断粗化但体积分数先增加后减少，合金强度先升高后下降，而塑性变化不大。在800 ℃/1 h/AC+600 ℃/8 h/AC固溶时效时，αs相尺寸和数量获得了较好的匹配，此时合金强塑性匹配最佳，抗拉强度和屈服强度分别为1270 MPa和1220 MPa，伸长率和断面收缩率分别为15%和49%。由此确定合金的最优热处理制度为：800 ℃/1 h/AC+600 ℃/8 h/AC。经过最优热处理制度处理后，Ti-B25钛合金组织中的α相和β相体积分数与晶粒取向发生显著改变，α相体积分数和大角度晶界含量明显增加。α相织构由T型织构转变为B型织构、〈11 0〉∥TD和〈10 0〉∥AD丝织构，β相织构则由立方织构转变为〈111〉∥TD丝织构，两相织构强度均有所增加。
激光熔覆在Ti-6Al-4V合金增材制造、修复受损表面以及表面改性等领域获得广泛应用，然而，熔覆层局部晶粒粗大、残余拉应力过大以及耐腐蚀性能提升有限等问题，限制了该类合金激光熔覆层的性能优化。本研究基于激光熔覆与激光冲击同步复合的新工艺方法，通过同步复合形成激光冲击锻打效应，在熔覆层制备的同时进行强化，进一步细化显微组织、提升力学性能并改善耐腐蚀性能。结果表明：复合工艺所制备熔覆层的片状β-Ti和针状马氏体α′-Ti相显著细化，形成了交错密集的网篮状结构。熔覆层的显微硬度从360~405HV0.2提升至470~530HV0.2，提升效果显著。同时，熔覆层的平均摩擦因数从0.42降至0.35，降低了16.67%；体积磨损量减少了25.93%，验证了熔覆层的耐磨性能得到显著改善。此外，激光冲击诱导的冲击波有效促进了残余拉应力向压应力的转化，最大残余压应力达到390 MPa，且应力分布状态更加均匀。熔覆层的腐蚀电位（E corr）升高了0.027 V，腐蚀电流密度（i corr）降低了8.71×10-8 A·cm-2，表明其耐腐蚀性能显著提升，且更易发生钝化行为。
具有大断面收缩率特征的Ti-6Al-4V（TC4）钛合金楔横轧件在成形时容易出现外观颈缩和心部孔洞缺陷。利用热压缩实验获取TC4钛合金在变形温度800~950 ℃、应变速率（ ）0.1~30 s-1范围内的真应力-应变（ε）曲线，建立考虑应变补偿的Arrhenius本构模型及DMM型热加工图，用于楔横轧变形与缺陷演化分析，系统探讨轧制温度与加热方式对工艺缺陷的影响规律。结果表明：轧件的颈缩与心部缺陷均随实验温度升高逐步改善，验证了热加工图与有限元模拟的准确性。微观组织表征与力学性能测试表明，相比于电阻炉加热，采用感应加热方式可以使轧件具有更优的表面和心部质量。感应加热温度为900 ℃制备的轧件抗拉强度达1073.18 MPa，硬度保持在400HV 左右。轧件的心部缺陷形成机制为微观孔洞优先在β相或α/β相界面形核，随后在轴向应力作用下沿轴向扩展，最终形成条状分布的微观裂纹。
为探究不同表面处理工艺对稀土镁合金性能的影响，以Mg-Nd-Zn-Zr稀土镁合金为研究对象，分别使用磷酸盐、直接电泳及磷酸盐-电泳复合处理三种工艺对其进行表面改性。采用扫描电子显微镜（SEM）、涡流测厚仪、拉脱法附着力测试仪、电化学测试及盐雾实验等方法，系统评价处理后试样的表面形貌、膜层均匀性、膜层附着力及耐蚀性能。结果表明：磷酸盐处理形成的膜层较薄，表面存在微观裂纹；直接电泳处理的膜层与基体之间存在孔隙；而磷酸盐-电泳复合膜层与基体结合紧密，未出现明显裂纹或气孔。磷酸盐-电泳复合膜层与基体间的结合力最高，主要是由于磷酸盐处理不仅增加基体表面粗糙度，而且表面微裂纹也有助于电泳膜层向内部渗透。电化学及盐雾实验结果表明，磷酸盐-电泳复合膜层的腐蚀电流密度最低，容抗弧半径最大，盐雾实验144 h后表面形貌无明显变化，表现出优异的耐蚀性与耐久性。
以调质处理后的高速列车制动盘用Cr-Ni-Mo合金钢为研究对象，采用透射电子显微镜观察第二相的形貌并测量尺寸，利用能谱分析及电子衍射方法对第二相进行物相鉴定；详细阐述几何相位分析（GPA）进行全场应变测量的原理，并提出利用几何相位分析，通过基体与第二相高分辨电子显微图像（HRTEM）傅里叶变换得到的双晶衍射花样，研究其界面某一方向上的匹配关系。结果表明：高速列车制动盘用Cr-Ni-Mo合金钢中的第二相形貌主要呈棒状，另存在少量近似圆形且尺寸较小的第二相。能谱分析结合电子衍射方法可知，近似圆形的小颗粒第二相为含Mn的M 23C6型碳化物。采用几何相位分析方法，获得了基体与第二相M 23C6界面在x、xy和y方向上的应变场，基体的 晶面和第二相M 23C6的 晶面匹配关系为半共格。
Al2O3气凝胶具有优异的耐高温性能而被用作高温隔热材料，特别是在1000 ℃以上的高温范围。但其表面亲水性使其容易吸收水蒸气，从而破坏骨架结构和降低隔热性能。为解决这一问题，首先以乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）为原料合成了聚乙烯基三甲氧基硅烷（PVTMS）烃链聚合物，然后以PVTMS和Al（NO3）3·9H2O为前驱体，采用原位聚合的方法制备铝基气凝胶（AlPVSA）。该体系将聚乙烯链引入Al2O3骨架，通过调控有机组分含量实现了亲水性向疏水性的转变，获得高疏水性的AlPVSA，接触角最高为136.8°，进一步从表面能和表面粗糙度两方面分析AlPVSA的疏水变化机理。利用有机组分参与构成网络的特性，进一步提升了AlPVSA气凝胶的力学性能，当n（PVTMS/Al）=1时，压缩模量最大为3.9 MPa。在1200 ℃热处理后，高硅-聚乙烯链含量的AlPVSA易于形成莫来石相，导致更高的线性收缩 （最大为53.8%） 和破坏微观结构，降低热稳定性。
针对航空发动机对聚酰亚胺复合材料的应用需求，开展聚酰亚胺上浆碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制备与性能研究。采用三乙胺将聚酰胺酸盐化实现水溶性，制备得到水性聚酰亚胺上浆剂。采用聚酰亚胺上浆剂对碳纤维进行上浆，并建立了水性聚酰亚胺上浆碳纤维制备工艺。完成了聚酰亚胺上浆碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制备与表征。复合材料内部质量良好，层间剪切强度达到120 MPa，玻璃化转变温度为426 ℃，并且在400 ℃热老化100 h后的失重率仅有5.90%，表现出优异的耐温性能和界面性能。
为研究边缘分层缺陷对复合材料桨叶典型铺层静力性能和疲劳性能的影响，实验测定了光滑和含2种边缘分层缺陷的复合材料桨叶典型铺层的静力性能和疲劳性能，根据实验观测现象，分析和讨论了边缘分层缺陷对其静力性能和疲劳性能的影响，并通过SEM分析，研究了边缘分层缺陷对其静力性能和疲劳性能的影响机理。研究结果表明，含4 mm初始分层缺陷复合材料桨叶典型铺层的静强度、拉伸模量和疲劳极限分别下降了0.4%、1.2%和0.6%，而含6 mm初始分层缺陷复合材料桨叶典型铺层的静强度、拉伸模量和疲劳极限却分别下降了8.3%、1.8%和5.9%。由于初始边缘分层的存在加剧了分层扩展，导致界面分层现象更加严重，分层缺陷对复合材料桨叶典型铺层的静力性能和疲劳强度均产生不利影响，且复合材料桨叶典型铺层的静力性能和疲劳强度随分层缺陷尺寸快速下降。
长纤维增强钛基复合材料断裂过程中的纤维桥接、裂纹偏转及界面脱粘等问题是行业关注的重点之一。本工作针对SiCf/TC17复合材料，研究其在三点弯曲疲劳下的裂纹扩展行为、断裂特征及纤维桥接效应。结果表明：SiCf/TC17复合材料在不同应力比条件下的疲劳裂纹扩展曲线形态存在较大差异。当应力比R较大时，裂纹在扩展一段距离后出现止裂现象。不同应力比条件下，裂纹扩展速率的变化趋势不同：R=0.1时，扩展速率整体呈不断增大趋势；R=0.3时，扩展速率的变化量逐渐减小；R=0.5时，扩展速率整体呈不断下降趋势。材料疲劳断裂断口形貌呈现高低不平的特征，由许多不同形态的断裂小平面组成，相邻小平面之间存在明显的参差高低差；断口中大量纤维呈拔出态，且在裂纹扩展过程中纤维表现为不同的断裂方式。在材料疲劳断裂过程中，裂纹绕过纤维时发生一定程度的偏转；纤维/基体界面的脱粘区沿纤维方向有很长的纵向延伸，桥接纤维出现二次断裂现象；纤维/界面的脱粘发生在基体与C涂层之间的界面。
海带是海洋中最常见的大型藻类，其存在对船舶和深海探测设备等存在螺旋桨缠绕风险，且生长阶段可作为海岸防护材料、收获后作为食品和化工等原料，因此亟须对其进行水动力学分析和损伤过程的力学研究，但在相关研究中缺乏精准的力学模型。本工作通过实验测得新鲜成熟海带关键力学参数，采用弹塑性本构结合主应力失效的方法，基于ANSYS/LS-DYNA软件，构建了新鲜海带力学模型。结果表明：海带剪切破坏过程表现为从局部渐进撕裂转向突发性断裂，验证性实验与仿真对比，最大误差为8.248%；弹性模量、屈服强度、切线模量、拉伸强度和剪切强度随加载速度的增加呈非线性增长，应变率效应显著；弹性模量、拉伸强度、泊松比、静摩擦因数是影响海带力学模型的关键参数；经应用范围分析，海带极限拉伸强度为2.445 MPa，极限剪切强度为0.693 MPa。结合加载速度、弹塑性本构、主应力失效方法构建的海带力学模型为涉及海带力学特性相关研究提供一定的理论基础。
金属化薄膜电容器因其快速充放电特性而在油电混动汽车、光伏发电、舰载武器等领域受到广泛应用。本工作通过PVDF基聚合物改性、高介电陶瓷填料钛酸锶钡（BST）引入与交联成型制备三维交联网状结构复合电介质薄膜coPVDF/BST，研究了复合电介质材料结构与性能的关系。结果表明，三维交联网状结构有效改善了填料分布均匀性，使得复合薄膜的最高击穿场强提升至424 MV/m，同时显著增强了材料的模量与耐压强度。此外，陶瓷填料的引入明显提高了复合薄膜的介电常数，最终使其储能密度达到10.4 J/cm3。研究结果有助于为新型金属化薄膜电容器提供设计思路，并为薄膜电容器的发展做出理论贡献。
金属锌因其良好的生物相容性和可降解性能，在心血管和骨科应用中已显示出相当大的潜力。然而，高浓度锌离子（Zn2+）的释放会引发强烈的免疫反应并导致细胞毒性，限制了其临床应用。本工作在纯锌表面开发了基于表没食子儿茶素没食子酸酯/金属离子（EGCG/Zn、EGCG/Mg、EGCG/Ca）的化学转化复合涂层，并对涂层结构、降解性能、抗菌性能和生物相容性等进行研究。结果表明，复合涂层与基体结合均良好。EGCG/Mg涂层提供了最优的耐腐蚀性，显著降低样品的降解速率；而EGCG/Ca涂层有效促进羟基磷灰石的形成，具备最优的矿化能力。涂层有效抑制初始Zn2+的大量释放并展现出优越的抗菌性及良好的生物相容性。本研究为开发锌及锌合金新型表面涂层提供了新思路。
