摘要: Al-Ti-B-RE细化剂能够提升细化剂的综合性能，是目前最有研发价值和最有潜力的铝用晶粒细化剂之一。采用常规搅拌工艺存在比重偏析，影响晶粒细化效果及铝合金的整体性能。本研究首先通过中国知网和爱思唯尔学术平台分析Al-Ti-B细化剂的研究现状，并进一步分析混合熔融法、氟盐反应法、超声搅拌法、电磁振动法等制备工艺的优缺点，以及不同稀土、不同配比、以及细化剂中毒的内在机理。结果表明，可以采取超声搅拌法、电磁振动法等动态合成技术，并考虑微量元素在Al-Ti-B细化剂中的配比，以获取更小晶粒和更好力学性能的Al-Ti-B-RE细化剂。

摘要: 为研究Al3Zr/Al复合燃料热性质的影响，本文采用非自耗电弧熔炼技术以及紧耦合气雾化法制备了Al3Zr/Al复合燃料，并通过激光粒度仪、XRD、SEM和热分析对复合粉末的粒径、物相、形貌、结构以及热性质做了表征。结果表明，Al3Zr/Al复合燃料主要物相组成为Al和Al3Zr。锆的加入使得Al3Zr/Al复合燃料的内部形成了金属间化合物Al3Zr内嵌到铝基体的特殊结构。Al3Zr/Al复合燃料的特殊结构以及Al3Zr的非选择性氧化促进了Al3Zr/Al复合燃料的氧化。TG-DTA结果表明Al3Zr/Al复合燃料与纯铝粉相比，放热更加集中，放热温度更加提前，表现出更强的热反应活性。此外，本文还对Al3Zr/Al复合燃料的氧化过程和氧化机理进行了探讨。

摘要: 本文采用湿法包覆法成功制备了聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐) (PEDOT:PSS)包覆的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料，研究了包覆改性前后材料的微观结构及电化学性能。LiNi0.8Co0.15Al0.05O2颗粒表面的聚合物PEDOT:PSS包覆层厚度大约为14 nm，PEDOT:PSS包覆的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2具有良好的电化学性能，在0.1 C倍率下首次放电比容量193.8 mAh/g，1 C循环100次后容量保持率为90.3%。PEDOT:PSS包覆层具有高电导率，可以提高材料的导电性，因此PEDOT:PSS包覆的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2具有高放电比容量、好的循环稳定性和良好的倍率性能。

摘要: 采用真空热压法原位形成强化相Al2O3，制备出Al2O3颗粒增强Ti2AlN基复合材料。本文采用金相显微镜，扫描电镜，透射电镜分析了热压态复合材料的微观组织，采用x-射线衍射分析(XRD)分析了热压态复合材料的相组成。制备的Al2O3/Ti2AlN复合材料由热力学稳定的α-Al2O3相和Ti2AlN相组成，其中Al2O3颗粒弥散分布在连续的Ti2AlN基体里。Al2O3相的体积分数为40% ± 5%，呈等轴状，颗粒尺寸分布在500 nm~2 μm之间，平均为1 μm左右。Ti2AlN相晶粒为盘状，厚度大约是100 nm，长度在0.5~2 μm之间，平均几何尺寸0.3 μm左右。

利用Al-La2O3的原位反应和粉末冶金工艺制备出(Al11La3+Al2O3)/Al复合材料。结果表明，高能球磨和高温烧结促进了原位反应，使Al与La2O3充分反应并制备出致密无缺陷的材料。对其微观组织的分析表明，微米Al11La3和纳米Al2O3颗粒均匀分散于基体之中。这种复合材料的室温抗拉强度为328 MPa、延伸率为10.5%，350℃的高温抗拉强度为119 MPa、延伸率为10.2%。与传统Al-Cu-Mg-Ag和Al-Si-Cu-Mg耐热铝合金相比，本文的制备的(Al11La3+Al2O3)/Al复合材料其高温抗拉强度提高了大约20%。这种材料的室温强化机制源于Al11La3和Al2O3的位错强化和载荷传递强化，而高温强化机制则源于Al2O3的晶界钉扎。

用电镀Pt和气相渗铝方法在抗热腐蚀镍基单晶高温合金DD413表面制备Pt-Al涂层并将其分别在850℃和1000℃长时热暴露，用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段表征其基体/涂层间的互扩散行为和近涂层基体界面的微观组织，研究了长时热暴露对其微观组织演化的影响。结果表明：随着热暴露时间的延长互扩散区(IDZ)内的MC碳化物和σ-TCP相都发生不同程度的溶解，并在界面上析出M23C6碳化物。同时，二次反应区(SRZ)的尺寸及其内的σ-TCP相的含量不断提高。近涂层基体中的立方状γ'相依次发生球化和相互联接呈筏形转变。热暴露温度越高上述组织退化过程越明显，长时热暴露引起的组织退化与高温下元素的扩散密切相关。

用真空热压法制备不同B4C颗粒尺寸(7 μm、14 μm、20 μm)的15%B4C/Al-6.5Zn-2.8Mg-1.7Cu复合材料，研究了增强颗粒尺寸对其微观组织和力学性能的影响。结果表明，在这三种复合材料中B4C颗粒均匀分布，B4C-Al界面反应较为轻微，未见明显的界面反应产物。三种复合材料基体中沉淀相的尺寸基本相同(约为5.5 nm)。B4C颗粒的尺寸对复合材料力学性能有较大的影响。B4C颗粒尺寸为7 μm的复合材料性能最佳，屈服强度为648 MPa，抗拉强度为713 MPa，延伸率为3.3%。随着颗粒尺寸的增大复合材料的强度和延伸率均降低。对三种复合材料的强化机制和断裂机制的分析结果表明：小尺寸B4C颗粒增强的复合材料强度较高，颗粒在变形过程中不易断裂，因此其塑性较好。

使用不同粒径的SiC和亚微米Al2O3添加剂制备重结晶烧结碳化硅并表征其物相组成、微观形貌、孔径分布和耐压性能,研究了亚微米Al2O3对重结晶碳化硅的作用机制。结果表明,在亚微米Al2O3作用下,重结晶碳化硅的烧结过程可分为液相烧结和重结晶烧结两个阶段。在液相烧结过程中高活性的亚微米Al2O3促进了液相的形成,使SiC的传质方式由扩散传质演变为粘性流动传质。在重结晶烧结温度SiC的传质以蒸发-凝聚为主,形成含铝气相并与SiC固溶促进了6H-SiC向4H-SiC晶型的转变。引入亚微米Al2O3后,重结晶碳化硅材料的孔径分布由单峰分布转变为多峰分布,其中孔径较小的特征峰对应重结晶烧结形成,而较大孔径的特征峰则来源于液相烧结的形成；同时,随着保温时间的延长SiC晶粒生长发育更为完全,由不规则颗粒状转变为较规则六方结构。但是,体积密度的下降、SiC晶粒尺寸不均一以及材料孔径的多峰分布使其耐压强度降低。

包埋渗铝法可在钢基体表面制备出一层致密、坚固、连续的Fe-Al渗层，以改善基体性能。本文在不同温度和不同时间下对Q235低碳钢进行包埋渗铝，形成Fe-Al渗层，采用X射线衍射、扫描电镜及能谱分析等方法研究了渗铝层的物相结构、表面及截面形貌和成分，采用显微硬度仪测量了截面硬度。结果表明，不同渗铝温度下获得的渗铝层，主要含有Fe2Al5和FeAl3两相，且750℃得到的渗层存在较多Fe2Al5相；随着渗铝温度升高，Fe-Al渗层厚度增加，Al原子扩散系数增大，但显微硬度降低；不同渗铝时间下制备的渗铝层，物相仍以Fe2Al5和FeAl3为主，但随着渗铝时间延长，FeAl3含量减少，且Al原子扩散系数变大，渗层显微硬度略有降低。在进一步分析Fe-Al渗层形成的热力学与动力学基础上，总结了渗铝层形成的扩散机制。

制备不同镁含量的Al-Mg-Ga-In-Sn合金并对其进行固溶和时效热处理，用XRD和SEM分析和观察了显微结构和腐蚀表面，用AFM/SKPFM测量了合金不同晶界相与铝晶粒间的电势差，用排水法测量了在不同水温下合金的铝水反应。结果表明，热处理改变了合金低熔点界面相的种类、形态以及合金晶粒内Mg和Ga含量。热处理态Mg含量低于4%的合金，其中有Mg2Sn、MgGa、MgGa2、MgIn界面相；在Mg含量为5%的热处理态合金中出现了Mg5Ga2、Mg2Ga相。在时效态合金晶粒内有MgGa相析出。与相同成分的铸态合金相比，时效态合金中各晶界相与铝基体间的电位差较大。热处理态合金的产氢速率和产氢率，与合金的Mg含量有关。分析了热处理使合金显微结构和晶界相与铝基体间电位差变化的原因，并讨论了热处理对合金铝水反应的影响。

用超声辅助聚丙烯酰胺凝胶法合成了MgAl2O4:Mg荧光粉。在MgAl2O4体系中引入的Mg金属颗粒抑制了MgAl2O4相的形成，在900℃及以上的温度烧结MgAl2O4:Mg干凝胶粉末，镁颗粒氧化成MgO。Mg金属颗粒的引入使MgAl2O4:Mg荧光粉的形貌由细小的纳米颗粒变为方便面型；MgAl2O4:Mg荧光粉的颜色由在600℃烧结时的暗棕色变为在800℃烧结时的白色，在1000℃烧结时白色变暗。随着烧结温度的提高MgAl2O4:Mg荧光粉的能带先增大后略微减小。引入镁颗粒使荧光光谱中位于395和425 nm的两个荧光峰淬灭，在650、656和680 nm出现三个新的荧光发射峰，且随着烧结温度的提高发光强度减弱。金属颗粒的表面等离子体共振导致MgAl2O4主晶格荧光淬灭，缺陷能级使MgAl2O4:Mg荧光粉产生了新的荧光发射峰。

采用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)在硅(Si)衬底制备铝/氮化铝/氮化镓(Al/AlN/GaN)多层薄膜，使用光学显微镜(OM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)等手段表征AlN和GaN薄膜的微观结构和晶体质量，研究了TMAl流量对AlN薄膜和GaN薄膜的形核和生长机制的影响。结果表明，预沉积Al层能促进AlN的形核和生长，进而提高GaN外延层的薄膜质量。TMAl流量太低则预沉积Al层不充分，AlN缓冲层的质量取决于由形核长大的高结晶度AlN薄膜与在气氛中团聚长大并沉积的低结晶度AlN薄膜之间的竞争，AlN薄膜的质量随着TMAl流量的升高而提高，GaN薄膜的质量也随之提高。TMAl流量太高则预沉积Al层过厚，AlN缓冲层的质量取决于由形核长大的高结晶度AlN薄膜与Al-Si回融蚀刻之间的竞争，AlN薄膜的质量随着TMAl流量的升高而降低，GaN薄膜的质量也随之降低。

用激冷铸造法制备Al-5.5Mg-0.25Sc-0.04Ti合金，研究了在不同温度退火后其硬度随时间的变化，并用金相显微镜(OM)和透射电镜(TEM)研究了这种合金中Al3(Scx,Ti1-x)第二相粒子的存在形式和形成机制。结果表明：用急冷铸造法制备的Al-5.5Mg-0.25Sc-0.04Ti铸态合金中Sc和Ti原子主要以固溶的形式存在于α(Al)基体中，在电镜下很难观察到这些粒子。铸态合金在较低温度(低于250℃)下退火时其硬度提高得比较慢，退火较长时间才能出现硬度的峰值；而在比较高的温度(高于350℃)退火硬度提高得非常快，很快出现峰值。但是，硬度出现峰值后继续退火则大幅度降低；在300℃退火硬度的热稳定性比较高。硬度的变化，与次生Al3(Scx,Ti1-x)粒子的析出密切相关。在较低温度下次生Al3(Scx,Ti1-x)粒子的析出不充分且粒径较小，对晶界、亚晶界和位错的钉扎作用较弱；而在过高的温度下Al3(Scx,Ti1-x)粒子发生粗化，使合金的性能降低。

在高速铁路接触网支撑定位装置用Al-7Si-0.6Mg合金中引入不同尺寸的人工缺陷，进行旋转弯曲疲劳实验以定量研究缺陷尺寸对材料疲劳强度的影响，并建立了疲劳强度与缺陷尺寸之间的定量关系。结果表明：材料表面的人工缺陷尺寸越大，试样的高周疲劳强度的下降越大；材料表面尺寸小于370 μm的人工缺陷对其高周疲劳强度没有影响；在适用性条件范围内使用修正的Murakami公式能更加准确地评估Al-7Si-0.6Mg铝合金的高周疲劳强度和应力强度因子门槛范围。

使用OM、SEM观察、XRD物相分析和拉伸性能测试等手段研究了铸态、固溶态和时效Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr铸造耐热铝合金的组织和力学性能。结果表明：对Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr合金进行490℃×2 h+520℃×2 h双步固溶处理，不仅使θ-Al2Cu相完全固溶进基体中，还使更多的γ-Al7Cu4Ni相和δ-Al3CuNi相充分固溶进基体中，实现了更好的固溶效果；经过490℃×2 h+520℃×2 h和185℃×6 h热处理后，Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr合金的室温抗拉强度为336.8 MPa、高温(300℃)抗拉强度为153.3 MPa，比铸态分别提高了74%和19.3%。

对Al-Cu-Mg合金进行一种能消减残余应力的新型热处理，使用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射等手段分析残余应力并测试力学性能，研究了这种合金的微观组织结构和性能。结果表明：新型热处理使Al-Cu-Mg合金的残余应力消减率达到92.7%(与固溶态铝合金相比)，并得到优良的强塑性配合(屈服强度达到463.6 MPa，抗拉强度达到502.5 MPa，伸长率达到12.7%)。微观组织的分析结果表明：在进行新型热处理的合金中S'相比用传统热处理的更为细小、分布更均匀，由S'相析出的共格应力场与淬火残余应力场叠加使合金残余应力大幅度降低，使合金的综合性能较高。

用共沉淀法制备LaMgAl11O19粉体，证明了提高沉淀温度和pH值可使前驱粉体的性能明显提高。应用差热分析和X射线法研究了磁铅石相的生成温度和粉体的结晶度；使用Scherrer 公式并结合XRD谱计算了晶粒尺寸；用扫描电镜观察了各工艺参数的前驱粉体在1500℃时效5 h后的形貌；使用Malvern ZEN3600粒度仪和Manual measurement软件分析了粉体硬团聚的尺寸分布；用Nd2O3, Gd2O3, Sm2O3替代La2O3，研究了制备多种镁基六铝酸盐粉体的可行性。结果表明：在pH值为11.5、沉淀温度为60℃条件下制备的前驱粉体，其完全相变为纯LaMgAl11O19粉体的初始温度为1440℃，比在常温下沉淀的前驱粉体降低了150℃，磁铅石相的生成效率明显提高。在1500℃时效5 h的粉体其晶粒为纳米尺度。提高沉淀温度和pH值有利于减小晶粒尺寸和降低粉体的热导率。采用相同工艺参数可制备出纯NdMgAl11O19粉体，其晶粒尺寸略大于LaMgAl11O19粉体的尺寸。

选用Nextel610型Al2O3纤维为增强体、ZL210A连续氧化铝合金为基体，采用真空压力浸渗法制备纤维增强铝基复合材料(Al2O3f/Al)，纤维的体积分数为40%，预热温度分别为500、530、560和600℃，研究了纤维预热温度对Al2O3f/Al复合材料的微观组织、纤维损伤和力学性能的影响。结果表明：随着纤维预热温度的提高复合材料的致密度随之提高，最大达到99.2%，材料的组织缺陷最少，纤维的分布均匀；随着纤维预热温度的提高从复合材料中萃取出来的Al2O3纤维的拉伸强度不断降低，纤维预热温度为600℃的复合材料中Al2O3纤维的拉伸强度仅为1150 MPa，纤维表面粗糙，有大尺寸附着物。纤维的预热温度对Al2O3f/Al复合材料的拉伸强度有显著的影响。预热温度为500、530、560和600℃的复合材料其拉伸强度分别对应于298、465、498和452 MPa。组织缺陷、纤维损伤和界面结合强度，是影响连续Al2O3f/Al复合材料强度的主要因素。

采用室温力学拉伸、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等手段,研究了Cu含量对Al-Cu-Mn铝合金力学性能各向异性的影响。结果表明：随着Cu含量(质量分数)由6.51%降低到5.41%Al-Cu-Mn铝合金中微米级Al2Cu相的数量显著减少,聚集排布的趋势减弱,使材料的延伸率提高、各向异性降低。其主要机理是,Cu含量较高时微米级Al2Cu相应力集中,导致Al2Cu相优先断裂且裂纹相互连通,Cu含量较低时,Al2Cu相断裂后裂纹未扩展而晶界发生断裂。微米级Al2Cu相沿各取向的分布差异,是力学性能各向异性的主要原因。

采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析以及电化学极化和中性盐雾试验(NSS)等手段,研究了Zn-xAl(x=4%, 5%, 7%)-0.06%Nd合金在炉冷,空冷,水冷(冷却速度分别为0.03,1.08和40℃/s)条件下的凝固组织与耐蚀性。结果表明：随着冷却速度的增加,合金组织不断细化,共晶组织的层片间距不断减小,而耐腐蚀性先增大后减小,且稀土Nd的添加有利于进一步减小共晶层片间距和提高合金的耐腐蚀性能。空冷条件下获得的Zn-5%Al-0.06%Nd合金的耐蚀性最佳。Al含量在4%~7%之间变化时,主要引起合金组织的变化,而对合金耐腐蚀性影响不大。