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。

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。

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。

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。

结合金相组织观察及能谱分析、DSC热差分析、JMat Pro 5.0软件计算和室温力学性能测试,研究低频电磁铸造新型高强Al-Mg-Si-Cu合金铸态、挤压态和T6态的组织性能。结果表明,该新型合金系的均匀化温度和固溶温度可分别确定为540℃和550℃。Mg2Si强化相能显著细化合金铸态组织且细化程度随其含量增大递增,而过量Si或过量Mg均能减弱细化剂和Mg2Si相对合金铸态组织的细化作用。Mg的过量添加不会降低合金强度但可提高其延伸率至19%以上。该新型Al-Mg-Si-Cu合金中,当Mg质量分数为1.60%、Si质量分数为1.15%时,可获得较高强度(抗拉强度419 MPa、屈服强度362 MPa)而又不损害其塑性(延伸率18.75%)。

研究了Al和Ce的含量对Mg-Al-Ce合金组织的影响以及第二相的演变规律,进行热力学计算分析探讨了合金化合物的形成规律及其作用。结果表明：添加适量的Ce对Mg-Al合金有细化晶粒的作用,当Al的添加量(质量分数,下同)为2.5%、Ce的添加量为2%时晶粒最小,为280 μm。数据拟合结果表明,Al含量为6.4%~7%、Ce含量为1.6%~2%为最佳添加量,可使晶粒尺寸减小到160 μm。随着Al、Ce含量的变化合金中优先生成Al4Ce相,在凝固过程中细小的Al4Ce化合物吸附在α-Mg晶粒周围形成片层状共晶,阻碍α-Mg晶粒的长大从而细化合金晶粒。

研究了Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr铝合金挤压材在固溶-T652和预回复-固溶-T652时的组织和性能。结果表明: 该合金在121℃×24 h时效制度下, 预回复退火处理可有效细化晶粒(从9.76 μm减小到5.56 μm), 降低晶界平均角度(从23.59°降低至17.41°), 显著提高低角度晶界百分比(从53%提高到67%), 提高位错强化, 并显著抑制再结晶的发生, 与固溶-T652相比, 预回复-固溶-T652工艺在不降低强度的情况下可提高其晶间和剥落腐蚀性能(最大晶间腐蚀深度从125.0 μm减少到91.4 μm, 剥落腐蚀从EB级提高到EA级), 在预回复-固溶-T652状态下合金的抗拉强度达到728 MPa, 预回复退火处理能提高合金的强度。位错强化和低角度晶界强化是合金的主要强化机制。

利用透射电镜和高分辨透射电镜(HRTEM)研究了高压扭转大塑性变形纳米结构Al–Mg合金中的位错和晶界结构。结果表明: 对尺寸小于100 nm的晶粒, 晶内无位错, 其晶界清晰平直, 而尺寸大于200 nm的大晶粒通常由几个亚晶或位错胞结构组成, 局部位错密度可高达1017 m-2, 这些位错往往以位错偶和位错环的形式出现。用HRTEM观察到了小角度及大角度非平衡晶界、小角度平衡晶界和大角度Σ9平衡晶界等不同的晶界结构。基于实验结果, 分析了局部高密度位错、位错胞和非平衡晶界等在晶粒细化过程中的作用, 提出了高压扭转Al–Mg合金的晶粒细化机制。

用重力铸造法制备3种Mg97Y2-x Er x Ni1(x=0.5、1、1.5)合金，研究了其铸态和(520℃，12 h)固溶态的组织和拉伸性能。结果表明：3种铸态合金都由α-Mg基体和18R-LPSO相组成，其中Mg97Y1Er1Ni1晶粒最细，LPSO相的体积分数最高、尺寸最小且分布最为均匀，因此其室温拉伸性能最佳。进行(520℃，12 h)固溶处理后，3种固溶态合金仍然由α-Mg基体和18R-LPSO相组成。固溶态Mg97Y1.5Er0.5Ni1合金晶内出现基面层错，但是并不具有完整的堆垛周期性特征。与铸态相比，3种固溶态合金的室温拉伸性能均有所提高。

对Al-2Mg-0.8Cu合金进行室温拉伸实验，并用显微硬度测试、差示扫描量热、扫描电镜和透射电镜观察等手段对其表征，研究了冷轧变形和添加Si对其时效析出行为和力学性能的影响。结果表明，轧制能加速这种合金的时效析出行为和缩短峰时效出现的时间。80%的变形量和1 h退火，使Al-2Mg-0.8Cu合金达到峰时效。添加Si能进一步加速时效析出动力学和细化S相，添加0.3%(质量分数)的Si能完全固溶到Al-2Mg-0.8Cu合金的基体中。冷轧变形量为40%的Al-2Mg-0.8Cu-0.15Si合金，其屈服强度为240 MPa、抗拉强度为353 MPa、断后伸长率为16.5%和抗拉强度塑性乘积为5.66 GPa·%。使这种合金具有最佳力学性能的轧制变形量和Si元素添加量，分别为40%和0.15。

研究了Mn对Mg95.5Y3Cu1.5合金的组织、拉伸性能和腐蚀行为的影响。结果表明，随着Mn含量的提高合金中的初生α-Mg相细化，其形貌由树枝晶转变为等轴枝晶状，而LPSO相的形貌和体积分数未发生明显的变化；合金的屈服强度、极限拉伸强度和伸长率都提高，与未添加Mn的合金相比Mn含量为0.9%(原子分数)的合金分别提高了20.7%、17.6%和41.0%。合金试样在1%(质量分数)NaCl溶液中的析氢速率、质量损失速率和腐蚀电流密度都降低，腐蚀电位向正向移动，表明其耐腐蚀性能提高。

使用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)、光学显微镜(OM)及X射线衍射仪(XRD)等手段分析了Mg-14Al-5Si合金的组织和成分，用布洛维硬度计和电子万能试验机测试了这种合金的力学性能，研究了在Mg-14Al-5Si合金中添加不同量的Y元素对其组织和力学性能的影响。结果表明：在Mg-14Al-5Si合金中分别添加0.5%、0.8%、1.0%和1.5%(质量分数，下同)的Y元素，使合金中的Mg2Si相由粗大的树枝状变为多边形和圆形，共晶β-Mg17Al12相由粗大的连续网格状变为细小的网格状和孤岛状。Y的添加量为1.0%时改性效果最佳，Mg2Si相的平均尺寸由42.21 μm减小到8.15 μm，此时合金的力学性能最佳，硬度为135 HB，抗拉强度为147 MPa，屈服强度为76 MPa,伸长率为5.04％。在Y的添加量为1.5%的合金中发现白色块状的Mg-Si-Y化合物。Y元素能促进Mg2Si相形核、抑制其各向异性生长，并在β-Mg17Al12相的生长前沿偏析形成过冷结构，抑制其生长。

用显微硬度测试、差示扫描量热法(DSC)和高分辨透射电镜(HRTEM)观察等手段研究了Al-Mg-Si合金人工时效过程中的硬化、组织变化以及早期析出相的演变。结果表明：在170℃时效的合金具有更高的峰值硬度。在时效初期晶内析出高数量密度的溶质原子团簇和GP区，合金的硬度显著提高。在170℃处理4 h后合金的硬度达到峰值，此时晶内析出相以针状β″相为主，β″相与Al基体界面三维共格应变是合金强化的主要原因。同时，晶界析出相呈断续分布状态。随着时效时间的增加β″相开始粗化，晶界析出相的连续程度降低。在过时效阶段晶内析出相的严重粗化和数量密度的降低，使合金的硬度剧烈降低。在时效的初始阶段，合金的析出序列为过饱和固溶体→球形原子团簇→针状GP区→针状β″相。

研究了添加Zr元素的重力铸造AlSi7Mg0.4合金的微观组织和力学性能。结果表明，在含Zr的铸态合金中生成了(Al，Si)3(Zr，Ti)和π-Fe相，Zr的添加使合金的晶粒尺寸减小；经过T6热处理后富Fe相中的Mg和少量粗大的(Al，Si)3(Zr，Ti)相重溶到基体中，减小了金属间化合物的尺寸，生成了与基体有共格关系的含Zr析出相。含Zr合金的抗拉强度和伸长率达到332 MPa和8.7%，比不含Zr的合金分别提高了10%和90%。

采用Mg-Bi化合物靶和金属Mg靶用磁控溅射技术制备富Mg的Mg3Bi2薄膜并表征其相组成、表面和截面形貌，研究了薄膜的热电性能。结果表明，这种富Mg薄膜由Mg3Bi2相和金属Mg相组成且Mg3Bi2结构中有Mg空位，具有p型导电特征,Seebeck系数为正值。随着温度的提高，富Mg薄膜的电阻率先略微提高而后显著降低；随着Mg含量的提高富Mg薄膜的电阻率逐渐提高，但是Mg含量达到一定数值后电阻率又急剧下降。Mg含量较低时Seebeck系数随着温度的提高开始时略下降随后很快增大，达到最大值后又很快降低；Mg含量较高时随着温度的提高Seebeck系数开始时略增大，随后缓慢下降。除了Mg含量较低的样品，在温度相同的条件下随着Mg含量的提高薄膜的Seebeck系数值增大，但是Mg含量过高时Seebeck系数值迅速降低，达到普通金属材料Seebeck系数的数量级。这种富Mg薄膜的功率因子，受Seebeck系数和电阻率制约。

进行Al-5.4Zn-2.6Mg-1.4Cu合金板材的室温低周疲劳实验，对比研究了轴向平行于轧制方向(RD方向)和垂直于轧制方向(TD方向)试样的低周疲劳行为。结果表明：对于0.4%~0.8%的外加总应变幅，RD和TD方向合金试样的循环应力响应行为均呈现出循环稳定；对于相同的外加总应变幅，TD方向合金的循环应力幅值高于RD方向，而RD方向合金的疲劳寿命高于TD方向。对于RD和TD方向，Al-5.4Zn-2.6Mg-1.4Cu合金的塑性应变幅、弹性应变幅与载荷反向周次均呈线性关系。在低周疲劳加载条件下，裂纹在疲劳试样的自由表面以穿晶方式萌生和扩展。

研究了铸态、退火态、挤压态和T5时效态Mg-13Gd-1Zn三元合金的显微组织和力学性能。结果表明，合金的铸态组织由α-Mg、(Mg,Zn)3Gd和14H-LPSO长周期相组成。合金在均匀化退火和热挤压后的直接时效(T5)过程中都发生了晶内14H-LPSO相的沉淀析出，表明合金中14H-LPSO的沉淀相变发生在一个很宽的温度范围(200~510℃)。在挤压后合金的直接时效(T5)过程中发生了β'及β1相的沉淀析出。在沉淀强化和LPSO强化的共同作用下，合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为197 MPa、397 MPa和2.56%。在200℃/80 MPa和200℃/120 MPa两种实验条件下，Mg-13Gd-1