针对电弧喷涂巴氏合金涂层组织的特殊性，研究在润滑条件下巴氏合金涂层的摩擦磨损性能，对该涂层的工程应用具有重要的参考价值.利用环块摩擦磨损试验分别对比了电弧喷涂、铸造以及堆焊方法制备的巴氏合金层与碳钢和铸铁构成摩擦副的磨损表现.借助于扫描电子显微镜、x射线能谱以及x射线衍射，分析了巴氏合金涂层的微观组织结构和磨损表面形貌，研究了其组织变化与耐磨性能之间的关系.实验结果表明：在润滑条件下，电弧喷涂巴氏合金涂层具有比铸造巴氏合金更好的减磨性能；选择合适的工艺参数可以制备组织致密、结合强度高，且具有很好磨损性能的巴氏合金涂层.

IN909低膨胀高温合金具有较低的热膨胀系数和高的综合力学性能，但由于合金不含Cr，其抗氧化性能较差，因此，在高温使用时需采用氧化涂层.为进一步提高合金的抗氧化性能，采用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDX）方法，研究了低膨胀IN909合金在650℃的氧化行为，结果显示IN909合金的氧化质量增加分段遵循抛物线规律，氧化由晶界开始，形成Nb、Ti、Si等元素的晶界氧化物；Fe置换氧化物中的Nb、Ti、Si，形成外层Fe的氧化物.氧化过程中，Fe由基体向合金表面扩散，Nb和Ti由氧化过渡层向基体扩散.Nb和Ti在基体前沿的富集形成ε相大量析出的薄层，可有效地阻碍Fe元素的进一步扩散，降低氧化速率.

为了进一步研究ZnS和MgS晶体在高压下的B1和B3结构的晶体结构和弹性性质，利用第一性原理平面波赝势密度泛函理论并通过GGA近似，计算得到了高压下ZnS和MgS晶体B3到B1结构相变的相变压强和高压下的弹性系数（C11，C12，C44，B），结果发现两者相变压强是11.87和0.78GPa，两者在不同结构的弹性系数（C11，C12，C44）与压强变化具有相同的趋势：C11>C12>C44；同时计算得到了两种物质在基态的结构常数，并将其与其他实验和理论计算的结果对比，发现符合得甚好.

为了研究单体结构对聚合物分散液晶（PDLC）膜电光性能的影响，选用甲基丙烯酸β羟乙酯（HEMA）/甲基丙烯酸丁酯（BMA）/1，4丁二醇二丙烯酸酯（BDDA）/丙烯酸β羟丙酯（HPA）/液晶（LC）复合体系，在紫外光照射下制备了PDLC膜.研究了BDDA和HPA对PDLC膜中聚合物网络的微观形貌及PDLC膜的电光性能的影响.结果表明：BDDA和HPA的加入明显提高了PDLC膜的对比度，相应的响应特征有所提高，而阈值电压和饱和电压也有所提高.

为了提高A95铝硅溶胶的成纤性，研究了不同质量分数和不同聚合度的聚乙烯醇（PVA）对铝硅溶胶成纤性的影响，测试了溶胶的黏度、流变性、微观组织结构、红外光谱、凝胶纤维的直径及分布范围和纤维体的BET比表面积及其孔径分布.结果表明，在没有任何成纤助剂的情况下，溶胶不具有成纤性；当w（PVA2099）在1.0%~2.0%时，凝胶纤维细而均匀，渣球较少；当w（PVA2099）为2.0%时，纤维的BET比表面积和吸附气体量达到最大；当w（PVA2099）达到4.0%时，凝胶纤维较粗且不均匀，渣球较多.凝胶纤维的直径及其分布范围随着PVA聚合度的增大而增大，且当PVA的聚合度为1799和1899时，制得的凝胶纤维细而均匀.

为了研究TRIP钢两相区奥氏体化过程中合金元素在奥氏体和铁素体中的分布，利用热膨胀仪、金相显微镜和电子探针等仪器，在对TRIP钢两相区奥氏体化过程进行热力学与动力学分析的基础上，建立了两相区奥氏体化过程的扩散模型，采用显式有限体积法对770℃和800℃的奥氏体化过程进行了数值求解.模拟结果表明：奥氏体生长初期受C元素在奥氏体中的扩散控制达到亚平衡，此时Mn元素在奥氏体与铁素体界面处的质量浓度差不显著；而奥氏体生长后期受Mn元素在铁素体中的扩散控制而达到最终平衡，此时Mn元素在奥氏体与铁素体界面处有较显著的浓度梯度.

稀土氧化物离子电极化率α2-o是研究非线性光学和发光玻璃的一个重要参数.基于LorentzLorenz公式，利用折射率n和禁带宽度Eg两个物理参数，分别计算了稀土氧化物的两种氧离子电极化率α2-o(n)和α2-o(Eg)，并利用所计算的结果分别求得了稀土氧化物的光学碱度，讨论了稀土氧化物氧离子电极化率、光学碱度和折射率之间的关系. 计算结果表明，稀土氧化物应该补充到极化率分组的第二组.同时，研究了镧系原子序数和氧离子极化率的关系，即镧系氧化物的氧离子极化率随原子序数的增加而减少.

高致密度是W-Cu合金性能优良的前提，但是由于W和Cu的不互溶，二者形成的是一种典型的假合金，因此W-Cu合金的制备只有通过粉末冶金的方法来完成以仲钨酸铵和硝酸铜为原料，利用氢还原和烧结技术制备的W-Cu合金，其中w(Cu)=15%，通过SEM、XRD对制备过程中各阶段形成的产物及最终形成的W-Cu合金进行了相分析和组织形貌分析，并进行了性能试验.试验结果表明，通过此工艺制备出的W-Cu复合粉末具有均匀的化学组成和较高的烧结活性，在1220℃烧结2h后，其烧结体密度可达理论密度的98.45%，且在合金中形成了对导热、导电性能具有重要作用的Cu网络结构.

将纵向交流磁场应用于5mm厚的AZ31镁板GTAW焊接过程中，通过对焊接接头力学性能和显微组织的分析试验，找到了磁场参数对AZ31焊接接头组织和性能的影响规律，并对磁场作用机理进行了分析研究.结果表明，外加纵向磁场的电磁搅拌作用从 4个方面影响晶粒的形核及长大过程，使焊缝中晶粒组织得到细化，进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善，同时磁场的电磁搅拌作用可以净化熔池中液态镁合金(使杂质球化并弥散分布)，促进气泡上浮，降低镁合金焊缝气孔及焊接热裂纹敏感性，抑制热裂纹及气孔的产生.

为了满足铸造生产中造型、制芯的要求，需要开发一种无毒、无污染、高强度、高溃散性的铝合金铸件用的冷芯盒新型动物胶粘结剂. 采用环保节能的CO₂冷芯盒法研究这种粘结剂，该粘结剂是由动物胶、淀粉、醇在催化剂的作用下经过化学反应得到的.通过一系列优化试验确定的最佳工艺参数为：新型动物胶粘结剂加入量为30%，促硬剂Ca(OH)₂粉末加入量为1.25%，吹气量为0.6m³/h、吹气时间为1min.该工艺使砂型5min后，抗压强度达到0.55MPa，24h后抗压强度达到4.2MPa，其性能稳定，满足了生产要求.

利用连续波Nd:YAG固体激光在6061铝合金表面激光熔覆SiC陶瓷粉末，采用ANSYS有限元软件对6061铝合金激光熔覆过程中热量传递及温度场分布进行模拟，在分析过程中采用三维单元，并考虑了材料热物性的非线性及对流和辐射的边界条件，建立了有限元模型，得出了熔覆过程中试样表面的温度分布模拟图.结果表明，温度场模拟等温线呈椭圆形，在移动热源的前方等温线密集，温度梯度较大，热源后方的等温线稀疏，温度梯度较小，熔池内最高温度与激光扫描速度、光斑半径均成反比，与激光功率成正比.模拟结果为陶瓷金属基复合材料激光熔覆工艺参数的优化提供了理论依据.

为验证在空气环境中，烧结Al₂O₃/SiC纳米复合陶瓷过程是否出现纳米SiC粉料的氧化现象，以及氧化后纳米陶瓷性能的变化规律，分别采用了常压氩气保护烧结和常压空气环境中烧结两种工艺，制备了Al₂O₃/SiC纳米复合陶瓷.经检测，前者性能优异，其相对密度为9882%，抗弯强度为489 MPa，断裂韧性达6.67 MPa·m^1/2；而后者性能大幅度降低，经x-ray检测发现，烧结后样品中SiC衍射峰消失，即纳米SiC严重氧化；同时发现随纳米SiC粒径的减小及含量增加，氧化现象加剧，性能更加变差.借助断口的SEM图像对烧结过程SiC粉料氧化机理进行分析，发现：碳化硅已经分解为CO₂和SiO₂，前者以气体形式挥发并在陶瓷体内留下气孔，而后者以玻璃相形态存在于晶界中.

主要研究了真空感应炉中的氮气分压对马氏体不锈钢含氮量的影响.采用气体保护在真空感应炉中加入氮化物与母材混合进行熔炼的方法，通过氩气、氮气、氩气和氮气混合气体分别作保护气体对马氏体不锈钢中氮元素收得率研究发现：提高马氏体不锈钢中含氮量的决定因素是氮元素的化学势(即炉内的氮气分压)而不是炉内的气体压力，从而推导出氮气分压和不锈钢熔体中氮的溶解度经验公式，计算值与实测值基本吻合，为制备含氮马氏体不锈钢控制氮含量提供理论依据.

以ZnSO₄·7H₂O与NaOH为反应初始材料，在反应物中加入适量NaCl作稀释剂，采用机械化学法制备纳米ZnO.纳米ZnO粒子的生长动力学研究，表明了热处理温度对ZnO纳米粒子晶粒尺寸有较大的影响；紫外谱研究表明,合成的纳米ZnO在紫外-可见光区有很强的吸收峰,并且随着热处理温度的增加,其吸收峰在峰宽、峰位及强度等方面都表现出非对称的变化.此方法也可以用来合成其它氧化物功能材料.

为解决厚壁铝及铝合金构件的焊接效率低的实际问题，提出了等离子-MIG双电弧高效焊接新方法.该方法是采用双电源和双电弧共枪体等技术，完成等离子-MIG焊接设备的研制.所研制的设备以PLC为主控单元, 设计了焊接参数专家库管理系统,同时，还采用了有限元模拟技术研究了该设备的核心组件——等离子-MIG枪体内部的水流场和温度场,为枪体的设计和结构优化提供了重要的参考数据, 该焊接方法已应用于三峡电站大型开关断路器的制造工程中.

为了研究副产物对硼氢化钠催化水解反应速率、放氢量及催化剂性能的影响，采用了浸渍法制备717阴离子交换树脂载钌催化剂；采用体积法收集硼氢化钠催化水解生成的氢气；采用SEM观察反应前后的催化剂形貌；采用XRD实验分析反应副产物成分；采用TGDSC实验分析反应所得的副产物组成.实验结果表明，当不清洗催化剂时，副产物易覆盖在催化剂表面，使反应无法进行；当清洗催化剂时，反应循环的次数增加，但催化剂表面破损严重，致使活性组分流失.若使含10%NaOH的硼氢化钠溶液完全反应，一次加水量应为化学计量比的5倍，放氢量为理论值的87.5%.硼氢化钠催化水解反应副产物是NaBO₂·2H₂O和NaBO₂·4H₂O的混合物.

针对医用钛合金在临床应用中易出现耐磨性差、有毒合金元素溶解引起生理病变等问题，采用化学反应法在医用Ti6Al4V合金基材及其激光氮化改性层表面制备羟基磷灰石(HA)涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDAX)对改性层的组织形貌及成分进行分析.结果表明，钛合金表面经过酸碱及生物活性预钙化处理，其沉积类骨磷灰石能力明显增强，经过激光氮化改性的钛合金沉积速率及沉积效果均优于Ti6Al4V基体合金.试验证明，激光氮化改性可改善钛合金的生物相容性.

通过不同温度热挤压处理、力学性能测试和组织形貌观察，研究了热挤压处理对AZ31-0.25%Sb镁合金组织与性能的影响.结果表明：热挤压处理可有效提高合金的力学性能，经220 ℃热挤压处理，合金的室温抗拉强度由263 MPa提高到297.6 MPa，屈服强度由96 MPa提高到222.1 MPa，提高幅度达131.4%；热挤压处理提高AZ31-0.5Sb%合金强度的原因是：挤压期间产生了形变强化和发生的动态再结晶，形变产生的高密度位错可提高合金的抗拉强度，而发生动态再结晶形成的细小晶粒可有效提高合金的屈服强度.

等离子喷涂设备的高频引弧器是对PLC系统和设备元件构成强大威胁的干扰源，阐述了高频干扰的主要现象，探讨了解决干扰的一些措施.实验发现，等离子喷涂设备在起弧瞬间的工作电流骤升至近千安培.另外强电场干扰也是导致设备不能稳定工作的一个因素.实验表明，将高频电源与共用电源分离、改变控制电路以及在PLC和硅触发器电源线路上加滤波器等措施有效地抑制了高频引弧器对PLC系统和设备元件的破坏性干扰，确保了PLC系统实时控制的稳定性和可靠性.

超硬铝合金是飞机制造业中广泛应用的一种结构材料，但目前对于国产和进口超硬铝合金板材的成形性能之间的差异尚不清楚.为此，针对国产7B04以及具有相同化学成分和加工处理状态的俄罗斯进口B95ПЧ超硬铝合金板材，分别在BHB-80板材双向拉伸试验机上进行了拉深试验和翻边试验，在WB-30万能材料试验机上进行了弯曲试验.结果表明，除了翻边成形性能稍差外，国产7B04M超硬铝合金板材的拉深和弯曲成形性能与俄罗斯进口B95ПЧ合金板材的成形性能相当甚至略高一些.

为实现铜铝管的优质焊接，需要研制相应的焊接设备.以系统的观点，采用功能分析法这一现代机械系统设计方法进行分析设计.通过对总功能的分解和功能元的组合，得到了铜铝管焊接系统的功能结构，进而得到其形态学矩阵.通过对形态学矩阵中各方案的分析评价，最终得到了最佳可行方案.实际研制出的铜铝管焊接设备，整体性能达到了国际先进水平.

为了确定稀土元素Nd在Mg,Zn系镁合金中的合金化作用， 以添加0.5%～3%Nd的挤压态Mg镁合金为实验材料，在室温、150℃和200℃ 下进行了拉伸试验，确定了合金在不同温度下的抗拉强度、屈服强度及伸长率，探讨了稀土 元素Nd对Mg,Zn系镁合金的拉伸性能的影响规律.结果表明，室温下，随着Nd含量的增加， 抗拉强度不断升高，而屈服强度则先降低后升高；在150℃和200℃下，合金的抗拉强度和屈服强度随Nd含量的增加则呈现不同的变化规律.此外，Nd含量为0.5%、1%和3%的合金的伸长率随试验温度的升高呈现先增大后减小的趋势，而Nd含量为2%的合金的伸长率则随试验 温度的升高而持续增大.

为了准确描述Al-4.0Cu合金时效初期Cu原子团簇的分布状态，采用了Monte Carlo方法建立模型，模拟了Al-4.0Cu合金时效初期Cu原子团簇的演变过程，得到了原子状态分布图.结果表明：Al-4.0Cu合金时效处理时，Cu原子有强烈丛聚的倾向；时效初期十几秒时，在原子面上出现了较大的Cu原子簇；合金元素原子依靠空位扩散迁移，Cu原子的偏聚程度随空位浓度的增加而加剧.

锅炉燃烧喷嘴(简称喷嘴)是发电厂锅炉燃烧设备的重要部件，用于把煤粉输送入锅炉的燃烧室内.它与锅炉连接的一端温度高达1?100?℃，同时受到煤粉的冲刷磨损.因此，要求喷嘴在高温下具有良好的抗变形、抗氧化性和耐磨性.在2520耐热钢成分的基础上，添加Mn、N，并减少Ni含量，以求达到降低锅炉燃烧器喷嘴材料成本的目的，由此研制出了几种耐热钢.将2520钢与之在900、1?000、1?150?℃时的氧化做了对比试验，并通过高温氧化增重计算及氧化膜的X射线衍射分析，对新材料在高温条件下的氧化机理进行了研究和讨论.提出了在不同温度下可能替代2520钢的钢种及依据.

由于单独的“固溶-时效强化”应用于镁合金时，其强韧化效果较低.为此，针对镁合金Hall Petch系数较大的特点，将“晶粒细化”和“时效强化”两种机制耦合或复合在一起，设计了“激冷固溶时效”、“固溶形变时效”两种方法，由此显著地提高了AZ91镁合金的强韧性水平.在试验条件下，经“激冷固溶时效”后的镁合金AZ91的压缩断裂强度和屈服强度可分别达到335.3 MPa和225.91 MPa；经“固溶形变时效”后的镁合金AZ91的抗拉强度、屈服强度和延伸率可分别达到350 MPa、300 MPa和10%以上.

高温渗氮是在奥氏体/铁素体双相不锈钢表面形成奥氏体高氮层的一种有效方法.为了获得氮含量高、组织均匀且适合于后续加工的表面高氮不锈钢层，必须确定合理的高温渗氮工艺.通过优化高温渗氮工艺参数，研究了双相不锈钢高温渗氮过程中加热温度、保温时间、氮气压力等对渗氮效果的影响.结果表明，通过高温高压渗氮可使不锈钢表面形成高氮氮化层，可使双相不锈钢通过渗氮发生表面奥氏体转变，获得组织梯度变化的多相复合不锈钢材料.

充氢后的铝合金试样在空气中放置一段时间后，其力学性能与充氢前比不降反升.由此想到，若将充氢试样进行退火热处理，可望获得更佳的效果.以ZL114为试验合金，对比测定了在空气中放置和退火后的试样与原来的充氢试样的力学性能，观察了它们的断口形貌.为缩短试验周期、突出试验结果，便于对比，采用了浓度为1?mol/L的HCl溶液.结果表明，退火热处理明显改善了充氢试样的延伸率和缩面率，断口中出现韧窝状凹坑.因此，可用此法快速析出试样中的氢，减轻及消除氢对其力学性能的影响.

在发电厂里有许多机器零件由于磨损而失效，因此提高这些机器零件的耐磨性和使用寿命就成为科研及生产部门所关注的问题.利用我国资源丰富的稀土，在气体软氮化的基础上，加入一定量的稀土催渗剂和供硼剂，进行了一系列的低温气体氮-碳-硼-稀土多元共渗的试验研究.结果表明，45钢经氮-碳-硼-稀土多元共渗后，可在材料的表面形成较厚的化合物层和扩散层，使材料的耐磨性、耐蚀性获得了明显提高.离子探针检测证实，稀土元素镧也渗入了钢的表面，起到了微合金化的作用.

采用超音速气体雾化技术制备锌铝合金粉末，利用冷喷涂技术将粉末冷喷涂到镁合金表面，获得致密的涂层；系统分析了涂层组织，实验研究了涂层的耐磨性和磨损失效方式，并与液态挤压和固态挤压的AZ91D镁合金进行了对比.结果表明：具有锌铝涂层的镁合金具有更高的耐磨性，干摩擦条件下的磨损失重比固态挤压AZ91D镁合金低52%，润滑条件下的磨损失重比AZ91D镁合金低85%；锌铝合金涂层的磨损失效形式主要是粘着磨损和部分腐蚀磨损.

为了研究Ga元素在镁合金中的作用，利用扫描电子显微镜、能谱仪和x射线衍射仪研究了添加w（Ga）=2%的AZ91镁合金在铸态下的显微组织.研究发现：加入w（Ga）=2%可以明显地改变其铸态组织，β相由带有空洞的断续网状变为光滑的块状，并且在β相周围出现了共晶组织；加入的Ga主要存在于βMg17Al12相的周围，还有一些存在于βMg17Al12相中，而在基体相中没有Ga元素的存在.结果表明：Ga的加入，使Zn元素向βMg17Al12相的周围偏聚，同时βMg17Al12相中的Zn含量有所减少；Ga的加入，使βMg17Al12相中的Al元素含量增多，提高铸态下镁铝合金的力学性能，使AZ91.2%Ga镁合金的抗拉强度达到197.2MPa、塑性达到6.70%.