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: 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℃。

对11 mm厚的7055-0.1Sc-T4铝合金板材进行搅拌摩擦焊接，研究了焊后热处理对接头的组织和力学性能的影响。结果表明，热处理前接头的硬度分布呈“W”形，接头前进侧和后退侧都有一个最低硬度区，强度系数为63.0%~73.8%，拉伸断口位于后退侧最低硬度区。焊后人工时效(120℃×24 h)热处理使焊核的硬度提高，但是不改变接头最低硬度区的硬度，对拉伸性能和断裂行为的影响甚微。焊后的固溶(470℃×1.5 h+水淬)+人工时效(120℃×24 h)(T6)热处理不改变低焊速接头的晶粒组织，但是使高焊速接头焊核区底部的晶粒异常长大；T6热处理使接头各区域原有的沉淀相溶解，重新生成细小均匀的η'和η(MgZn2)沉淀相，使其硬度显著提高；T6热处理使接头沿“S”线附近出现微小的孔洞、在拉伸过程中沿“S”线开裂、其抗拉强度比焊接态大幅度提高，达到母材强度的87%，但是其塑性严重降低。

对6005A-T6铝合金挤压型材进行焊速为1000 mm/min的搅拌摩擦高焊速焊接，研究了对接面机械打磨对接头组织和力学性能的影响。结果表明，与生产中常用的焊前打磨处理相比，尽管对接面未机械打磨的接头焊核区的“S”线更明显，但是两种接头的硬度分布和拉伸性能相当，拉伸时都在最低硬度区即热影响区断裂。高周疲劳实验结果表明，两种接头的疲劳性能也基本相当，疲劳强度分别为105 MPa和110 MPa；在高应力幅下样品断裂于母材，在低应力幅下断裂于热影响区且出现两个裂纹源。两种接头的疲劳断口有裂纹源区、扩展区、最终断裂区，都呈现出典型疲劳断口特征。研究结果表明，焊前是否进行机械打磨对FSW接头的静态拉伸和动态疲劳性能没有明显的影响。

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。

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)技术在WC-Co8%硬质合金刀具表面制备金刚石涂层，调节甲烷浓度等沉积工艺制备了单层金刚石涂层刀具和微米金刚石涂层(1.2 μm)、纳米金刚石涂层(200 nm)交替多层金刚石涂层刀具。以7075航空铝合金作为切削工件，在无润滑干切条件下测试了单层金刚石涂层刀具和多层金刚石涂层刀具的切削性能。实验结果表明，切削2 h后单层金刚石涂层刀具涂层脱落宽度达到35 μm，刀刃钝化；有多层金刚石涂层刀具的刃型保持完整，涂层无脱落。对单层金刚石涂层和多层金刚石涂层平面样品进行了洛氏压痕实验。结果表明，多层金刚石涂层的脱落面积约为单层金刚石涂层脱落面积的1/5到1/10，进一步说明多层金刚石涂层有更强的抵抗裂纹产生的能力。这些结果表明，金刚石多层结构能提高涂层与基体的界面结合力，延长金刚石涂层刀具的使用寿命。

使用光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段检测轨道交通用6005A-T5铝合金的微观组织并进行晶间腐蚀试验,研究了6005A铝合金挤压型材的组织不均匀性及其对晶间腐蚀(IGC)抗性的影响。结果表明：6005A-T5铝合金的挤压型材表现出明显的表层粗晶特征,表层的晶粒尺寸大部分大于100 μm,第二相粗大且分布稀疏,晶界基本上是大角度的(95.6%),心部晶粒基本上小于50 μm(99.8%),第二相细小且沿挤压方向呈链状分布,有较多的小角度晶界。保留粗晶层的试样其抗晶间腐蚀性能较好,最大腐蚀深度为37.08 μm,去除粗晶层试样其抗晶间腐蚀性能较差,最大腐蚀深度为459.28 μm。更少的晶界和更稀疏的晶界析出物,是6005A铝合金挤压型材表层粗晶的抗晶间腐蚀性能优于内层细晶的主要原因。

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。

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。

研究了工业级规格喷射成形7055铝合金经反向挤压和T76热处理后的金相显微组织、力学性能和断裂机理。结合OM、SEM、EDS、XRD和力学性能测试等分析方法, 研究了该工业级规格的7055铝合金的初始组织、挤压工艺及热处理制度对显微组织和力学性能的影响。结果表明: 喷射成形7055铝合金锭坯的晶粒呈等轴状, 尺寸均匀, 大小主要分布在20-40 μm, 没有明显宏观偏析。喷射成形锭坯经反向挤压和T76热处理后变形晶粒发生部分再结晶, 组织致密, 工业级规格产品T76态纵向抗拉强度可达680 MPa, 延伸率为10%。

以对苯二甲酸和钛酸异丙酯为原料制备金属有机骨架化合物MIL125，然后用盐溶液后浸渍法制备出系列碱金属阳离子掺杂的M@MIL125-t(M: Li+，Na+，K+；t：6 h，9 h，12 h)。用傅立叶红外光谱、X射线衍射和场发射扫描电镜等手段表征其微观结构和形貌，进行N2等温吸脱附和CO2吸附测出其比表面积及CO2吸附量，研究了不同碱金属盐浸渍液和浸渍时间对MIL125的比表面积和CO2吸附能力的影响。结果表明，MIL125经碱金属氯盐溶液浸渍后其结构和晶型没有明显改变，浸渍液的表面腐蚀和孔道堵塞的共同作用使MIL125晶粒的比表面积均先增大后减小；与MIL125相比，掺杂Na+且浸渍9 h的比表面积(最高为2497 m2/g)，提高了81.5%，CO2吸附量(为1.41 mmol/g)提高了72.0%。

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。

采用电弧离子镀在Ti65钛合金板材表面涂覆一种NiCrAlSiY涂层，并对其进行650℃~800℃的循环氧化实验，研究了这种涂层对板材抗氧化性能和室温力学性能的影响。结果表明，经500次循环氧化后涂覆NiCrAlSiY涂层的Ti65板材由涂层、扩散层和基材区三个区域组成，涂层与板材的结合界面比较致密，达到了完全抗氧化级别；涂层表面的氧化物以Al2O3为主，循环氧化温度升高到800℃在涂层表面开始出现TiO2氧化物。在循环氧化过程中涂层与板材间的元素扩散以Ni和Ti元素为主，循环氧化温度升高到800℃发生少量Cr元素扩散；Ni与Ti元素的互扩散导致在涂层与板材的结合界面生成了Ti2Ni和TiNi。循环氧化后的板材其拉伸强度保持率高于90%，涂覆涂层板材的拉伸延伸率可达初始态板材延伸率的30%左右。供货态板材氧化后塑性较低的原因，可能是在高温下氧元素渗入板材表面产生了表面脆性。

进行环/块实验，研究了在脂润滑条件下稀土改性的GCr15轴承钢与胶木保持架材料间的滑动摩擦学行为，并与普通GCr15轴承钢进行了对比。结果表明：虽然稀土GCr15钢与胶木材料间的摩擦系数较大，但是其磨损体积却比普通GCr15钢的小。两种轴承钢材料的去除都以磨粒磨损为主，且随着转速的提高磨损体积减小。稀土GCr15钢的磨痕表面只出现犁沟，而普通GCr15钢除了出现磨粒磨损中塑性去除的犁沟，剥落也比较多。从碳化物、非金属夹杂物和残余奥氏体等方面，研究了GCr15钢经稀土改性后的组织改善对其使役行为的影响。结果表明，虽然稀土改性在一定程度上降低了轴承钢的硬度，但却有效地抑制了GCr15轴承钢在服役中出现的磨粒磨损中的断裂去除机制——材料剥落，从而提高了其在滑动摩擦条件下的耐磨损性能。

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%。

研究了中温热处理后Ti65合金中淬火马氏体相的分解及其对室温拉伸性能的影响。结果表明：在800℃/10 min热处理后Ti65合金中淬火马氏体相(α'相)内的β稳定元素向界面扩散，分解为α+β相；随着保温时间的延长，β相的形貌由不规则状转变为不同长宽比的棒状。热处理温度的提高，分解产物显著粗化。随着中温热处理温度升高或保温时间的延长，室温拉伸强度呈现快速降低、保持稳定和慢速降低三个阶段。强度快速降低的原因是，马氏体相分解使缺陷和界面密度降低，导致固溶和界面强化效果减弱；马氏体相完全分解后，α板条粗化导致的强度降低和α2相弥散度的提高使强度提高，其综合作用使强度保持相对稳定；中温热处理温度提高到α2相析出温度以上时，强度随着α板条厚度的增加缓慢降低。

将高能球磨和等离子烧结(SPS)技术相结合制备出粗晶和细晶CuCr50电触头材料，对其成分、密度、显微硬度和电导率、放电过程中触头表面阴极斑点的分布、移动速度和触头表面侵蚀的形貌进行表征，研究了粗晶和细晶CuCr材料的电弧侵蚀特性。结果表明，细晶CuCr50触头的硬度(160.29HV)比粗晶CuCr50触头的硬度(104.15HV)高，在50 Hz工频条件下细晶触头阴极斑点的运动速度为16.9 m/s，比粗晶触头的17.78 m/s低4.9%。这表明，粗晶触头表面的阴极斑点运动到触头边缘的速度略比细晶触头的高。与粗晶触头相比，在燃弧过程中细晶触头表面产生的阴极斑点尺寸小、数量多、亮度低且更均匀；在电流幅值相同的条件下，细晶CuCr触头的电弧电压降比粗晶触头的低。电弧烧蚀后细晶CuCr触头的整体形貌平整，没有明显的大烧蚀坑和液滴喷溅。综合研究结果表明，细化第二相Cr相能显著提高CuCr50触头的整体电接触性能，细晶CuCr50触头的抗电弧烧蚀特性比粗晶触头的高。

使用Gleeble-3800热模拟试验机对TA5钛合金进行等温恒应变速率压缩，研究其在变形温度为850~1050℃、应变速率为0.001~10 s-1和最大变形量为60%条件下的高温热变形行为；建立了引入物理参量的应变补偿本构模型，并根据DMM模型得到了加工图。结果表明：TA5钛合金为正应变速率敏感性和负变形温度相关性材料；考虑物理参量的应变补偿本构模型具有较高的预测精度，其相关系数R为0.99，平均相对误差AARE为8.95%。分析加工图和观察微观组织，发现失稳区域(850~990℃，0.05~10 s-1)的主要变形机制为局部流动；稳定区域(870~990℃，0.005~0.05 s-1)的主要变形机制为动态回复和动态再结晶。TA5钛合金的最佳热加工工艺参数范围为870~990℃和0.005~0.05 s-1。

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。