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: 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。

摘要: 在热模拟试验机上对5083铝合金进行热压缩试验，并利用有限元分析软件DEFOM-3D研究了不同接触摩擦系数0、0.2、0.4和0.6对5083铝合金在热压缩试验中的试样形态、载荷力、应变速率以及应变分布的影响规律。研究表明：接触摩擦系数对载荷力基本没有影响，但对应变速率和应变的分布影响显著，随着接触摩擦系数的增加，变形不均匀性增大，应变速率和应变量从试样两端面到心部逐渐增大，且接触摩擦系数越大，鼓肚现象越明显。

摘要: 以3005铝合金为研究对象，研究了退火处理对3005铝合金板材组织与性能的影响规律。结果表明：3005铝合金在退火时发生软化现象，随着退火温度的增加，抗拉强度和屈服强度逐渐减小，而延伸率逐渐增加；而3005铝合金经冷轧变形后其显微组织为纤维状的条纹，经过退火处理后，合金内部发生回复与再结晶，再结晶开始温度为270℃。

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。

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。

用Al-10Sr变质剂和Al-5Ti-B细化剂处理A356铝合金熔体，并结合挤压铸造和T6热处理工艺，研究变质细化与热处理对A356铝合金挤压铸造件的组织和性能的影响规律。结果表明，随着Al-10Sr变质剂加入量的增加，共晶Si的形貌由片状和长杆状变为颗粒状和蠕虫状，α-Al的晶粒尺寸先减少后增大。当Al-10Sr的加入量(质量分数)为0.3%时，挤压铸造成形件的最优抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为221.3 MPa、104.5 MPa和10.3%。Al-10Sr变质能提高形核率、细化α-Al晶粒尺寸和改变共晶硅形貌，使铸造件的力学性能提高。随着A-5Ti-B的增加，晶粒尺寸先降后增，力学性能先增后降。Al-5Ti-B的加入量为0.6%时，最优抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为215.6 MPa、106.6 MPa和9.0%。T6热处理(固溶540℃/4 h+时效190℃/4 h)使屈服强度和抗拉强度显著提高和延伸率降低。经过0.6% 的Al-5Ti-B细化处理，T6处理挤压铸造件的最优的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为297.5 MPa、239.3 MPa和8.0%。共晶硅的球化和细化、成形件成分的均匀化以及Mg2Si强化相在基体中弥散析出，是热处理后构件力学性能提高的主要原因。

将钛粉、铝粉、石墨粉和少量锡粉混合，用原位烧结技术宏量制备高纯度前驱体材料Ti3AlC2，再以浓氢氟酸为刻蚀剂进行选择性刻蚀，改变刻蚀时间宏量制备出层间距可调节的层状剥离Ti3C2。使用X射线衍射和场发射扫描电子显微镜分别表征了Ti3AlC2和Ti3C2的结构和层间距微观形貌，并对用Ti3C2制成的电极进行了电化学性能测试分析。结果表明，相比其它在相同条件下制备的电极其比容量大幅度提高，且具有良好的超级电容性能。

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。

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。

使用霍普金森压杆试验装置进行挤压态6013-T4铝合金的室温动态压缩实验，应变速率为1×103~3×103 s-1。结果表明，6013-T4铝合金在动态压缩过程中表现出明显的应变硬化和正应变速率敏感性；随着应变和应变速率的提高位错密度增大，在高应变速率和大应变量变形后试样的位错塞积显著。在相同的变形条件下0°方向试样的应力总是最高，而45°方向试样的应力最低。挤压态6013-T4合金的主要织构类型为{112}<111>和{110}<111>。对于{112}<111>织构，0°、45°和90°方向的最大施密特因子分别为0.27、0.49和0.41。对于{110}<111>织构，最大施密特因子分别为0.27、0.43和0.41。0°方向的施密特因子最小，使该方向的应力水平较高。在相同的应变速率和应变量条件下动态压缩变形时，0°方向试样的位错密度更高。在冲击件的材料选择和结构设计中有必要考虑材料的应变速率敏感性、力学性能各向异性以及微观组织的演变。

以氧化铝、氢氧化铝、勃姆石为水不溶性金属源,用水热法合成了金属有机骨架MIL-53(Al)。使用SEM、XRD、氮气吸附和TGA表征了产物的形貌和结构,并与用传统水溶性硝酸铝合成的MIL-53(Al)对比。结果表明：使用三种水不溶性金属源都能合成典型的金属有机骨架材料MIL-53(Al)。用水热法制备的MIL-53(Al)产物的BET比表面积都在700~1000 m2/g。结果还表明,使用三种水不溶性金属源合成的MIL-53(Al)骨架的柔性(flexibility)与用常规铝硝酸盐合成的MIL-53(Al)不同。使用氧化铝合成的MIL-53(Al)常温下的孔道主要呈现大孔(lp)结构且骨架刚性较强。与使用其他铝源合成的MIL-53(Al)相比,用氧化铝合成的MIL-53(Al)对洛克沙胂有较好的吸附去除效果,吸附过程符合二级动力学模型。

改变到模具底部的距离制备出不同二次枝晶臂间距(SDAS)的A319铝合金, 讨论了SDAS与孔洞尺寸、硅颗粒尺寸及形态比的关系, 深入研究了SDAS对合金拉伸性能、疲劳寿命和疲劳参数的影响。结果表明: 硅颗粒尺寸和形态比与SDAS有很好的线性关系, 当SDAS较大时, 硅颗粒尺寸和形态比也较大, 孔洞尺寸与SDAS之间有类似的关系, SDAS对A319铝合金的杨氏模量和屈服强度几乎没有影响, 而硬度、抗拉强度和延伸率随着SDAS的增大而降低, 疲劳寿命随着SDAS的增大而下降, 疲劳参数也随SDAS的变化而变化: 随着SDAS的增大疲劳强度指数(σ′f)增大, 而疲劳强度系数(ε′f)、疲劳延性系数(c0)和疲劳延性指数(b0)减小。

研究了Sr变质A319铸造铝合金在0.2%应变幅不同加载路径条件下的疲劳性能, 包括循环应力响应特征及疲劳寿命, 并分析了失效试样的断口特征以及Si颗粒的破坏方式。结果表明: 在不同加载路径下材料发生循环硬化程度和速率从大到小排序是: 圆形加载、比例加载和单轴加载, 疲劳寿命随着加载路径的变化与材料循环硬化程度和速率随着加载路径的变化相对应。断口分析结果表明, 宏观断口在比例路径下表现为“人”字形的两条主裂纹, 且从单轴、比例到圆形路径, 裂纹源区逐渐不明显, 裂纹源区和稳定扩展区尺寸也变小, 在单轴加载条件下裂痕的断面基本上与主轴平行, 而在多轴加载条件下裂痕的分布较为分散。

使用OM、SEM和EDS等手段，研究了第三代镍基单晶高温合金DD33不同V型缺口取向([100]、[210]和[110])片状试样从室温到不同上限温度(1000℃、1100℃和1200℃)的热疲劳过程中裂纹的萌生和扩展行为。结果表明，在三种上限温度，DD33合金的热疲劳性能均出现明显的各向异性。在三个上限温度[100]取向试样均表现出最好的热疲劳性能；上限温度为1000℃和1200℃[110]取向试样的热疲劳性能最差，上限温度为1100℃[210]取向试样的热疲劳性能最差。不同取向试样的热疲劳裂纹的萌生和扩展行为，均呈现出一定的晶体学取向规律。热应力、氧化以及滑移系的开动，导致不同取向试样裂纹的扩展速率不同。

用选区激光熔融技术(SLM)制备Al-30Si合金，研究了去应力退火后样品的显微组织、力学性能和热物理性能。结果表明：SLM成形的Al-30Si合金样品经300℃/6 h退火后其室温抗拉强度为254 ± 3 MPa，比铸态加工的Al-30Si合金的抗拉强度提高53.5%，硬度为176.89 ± 8.5HV、比刚度为35.18 m2/s2。SLM成形样品温度为-100℃~200℃时的热膨胀系数为13.8 × 10-6/℃~16.3 × 10-6/℃，平均热导率为70.52 W·m-1·K-1。快速冷却的特性能够细化SLM成形样品的初晶Si颗粒，使成形Al-30Si合金具有较好的综合性能，其高比刚度和较低的热膨胀系数有望使服役于特殊环境的光机结构件保持高度的尺寸稳定性。

使用液相沉淀法和热聚合法制备Bi2O3/g-C3N4复合催化剂，用SEM、XRD、XPS、FT-IR和紫外可见漫反射等手段对其微观形貌、晶体结构和光催化性能进行了表征。结果表明，这种Bi2O3/g-C3N4复合光催化剂的形貌较好、分布均匀，具有较高的光催化性能；复合催化剂Bi2O3/g-C3N4-30%的光催化性能最好，用300 W模拟可见光氙灯照射2 h后对盐酸四环素(TCH)的去除率为70%；捕获实验的结果表明，光催化降解盐酸四环素(TCH)的主要活性物种为超氧自由基(·O2-)。

用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及X射线衍射分析(XRD)等手段表征不同厚度的冷轧态GH3536微米尺度带箔材退火后的显微组织和结构特征，研究这种材料的再结晶和晶粒长大的规律。结果表明，冷轧变形后的GH3536带箔材的晶粒组织呈线条状，其主相为γ相；建立了厚度为200、100和50 μm的GH3536带箔材在1050~1150℃退火10~60 min的晶粒长大方程，得到晶粒长大的激活能分别为Q200 μm=800.34 kJ/mol，Q100 μm=609.50 kJ/mol，Q50 μm=314.79 kJ/mol。厚度较小的GH3536带箔材其晶粒长大激活能也较小，晶粒更容易长大。影响晶粒长大的因素与变形程度和析出相颗粒有关。

采用SrSc0.5Nb0.5O3与(Bi0.5Na0.5)(Ti0.95Al0.025Nb0.025)O3固溶构建了无铅陶瓷体系材料(1-x)(Bi0.5Na0.5Ti0.95Al0.025-Nb0.025O3)-x(SrSc0.5Nb0.5O3)(简记为(1-x)BNTA-xSSN，x=5%、10%、15%、20%，摩尔分数)。通过传统固相反应法制备陶瓷，研究了SrSc0.5Nb0.5O3的引入对其结构、相变、储能和介电性能的影响。研究结果表明，(1-x)BNTA-xSSN样品为钙钛矿结构。其最大介电常数对应温度Tm随着SSN含量的增加而减小，相结构由四方相向伪立方相发生转变，陶瓷的铁电性减弱，弛豫性增强。当x=10%时，样品具有最大有效储能密度(Wrec)2.7 J/cm3；当x=15%时，样品具有最大储能效率(η)85%。

用超声辅助溶液燃烧合成技术制备双层碳包覆的Na3V2(PO4)3 (NVP)钠离子电池正极材料，并对其电化学性能进行深入的研究。结果表明，双层碳包覆在NVP颗粒表面，由内自外分别为无定形硬碳和石墨烯。石墨烯添加量为5.0%(质量分数)的碳包覆NVP复合材料具有优异的电化学性能，在1 C倍率下充放电其初始比容量为117 mAh·g–1，循环300圈后容量的保持率为79%，在10 C倍率下其放电比容量高达100 mAh·g–1。这种正极材料电化学动力学性能的提高，源于均匀的双层碳包覆结构及其构建的三维电子传输通道。