采用熔融玻璃净化法研究了深过冷Fe-Co合金的凝固组织演化规律. 随着熔体过冷度的增加，除Fe90Co10合金外，Fe100－x-Cox(x=10－40)合金凝固组织都经历了两次晶粒细化过程; 而当过冷度大于某一临界过冷度时，凝固组织不再是单相，而是出现了亚稳相组织。研究结果表明，除了小过冷度下的组织转变以外，凝固组织转变过冷度以及亚稳相形成的临界过冷度随着Co含量的增加而增大。此外，本文运用BCT模型和瞬态形核理论对凝固组织的演化规律进行了理论分析。

采用电子背散射衍射（EBSD）技术研究了经290℃固溶处理以及经固溶处理后在100℃～200℃预时效处理的Pb-0.05%Ca-1.5%Sn-0.026%Al (质量分数)合金再经形变退火后的晶界特征分布(GBCD)。结果表明：固溶处理后直接进行形变退火的合金样品中出现了较多的特殊晶界，∑3和（∑9+∑27）晶界的比例分别达到49.6%和7.2%，并且特殊晶界能较好地打断一般大角度晶界网络的连通性。相反，固溶处理后先进行预时效处理，然后再进行形变退火的合金样品中形成了较少的特殊晶界，∑3和（∑9+∑27）晶界的比例分别低于35.9%和2.5%，特殊晶界几乎不能打断一般大角度晶界网络的连通性。

以CBr4-C2Cl6透明共晶合金为研究对象，以实时观察的方式研究试样厚度对于定向凝固共晶晶体取向及层片间距调整机制的影响。结果表明，试样厚度大于48μm时，厚度尺寸对于共晶晶体取向的影响可以忽略。当试样厚度为48μm时，对于不同取向晶粒的影响不同，界面能各向异性的效应开始表现出来。当试样厚度达到16μm时，层片间距的调整机制由多层调节转变为准二维调节机制。

计算机数值模拟在指导定向凝固工艺的制订上正起着越来越重要的作用。在定向凝固炉中进行叶片生产，由于炉内是真空环境，所以辐射换热在热量传输过程中占有很大比重。传统的辐射换热计算的重点是角系数的计算，带来计算时间长的问题。针对这种情况，本文提出了改进型Monte Carlo射线追踪法进行辐射换热计算，通过子空间的划分，并结合定向凝固的特点回避了角系数的直接计算，节省了计算时间。把该方法嵌入自行开发的三维模拟软件对柱状晶和单晶叶片的定向凝固过程进行了温度场模拟。并对实际叶片凝固过程进行温度场测试，模拟结果与实测结果吻合比较好。

利用激光熔化沉积制造技术成形出AerMet100耐蚀超高强度钢薄壁板状试样，研究了其凝固组织及力学性能。结果表明，激光熔化沉积AerMet100板状试样具有细小均匀、无侧向分枝的快速凝固胞状组织及优异的力学性能。本文还分析讨论了往复式扫描激光熔化沉积过程中AerMet100钢“之”字形胞状组织的凝固过程并建立该“之”字形胞状组织基于胞晶择优外延生长的凝固过程物理模型。

高硼铁基合金是一种以硼化物为耐磨相的新型耐磨材料。在铸态条件下，其组织由基体和硼化物组成。基体随着添加元素的种类和数量不同而有所不同，硼化物在组织中呈连续网状分布。高硼铁基合金熔体在金属模和砂模不同凝固条件时，奥氏体初晶晶粒随冷却速度增加而减小，硼化物形态发生较大变化；热处理后，砂模铸造的试样，硼化物形态变化不大，而金属模铸造的试样硼化物粒化，其冲击韧度提高了60％。

本文系统研究了铌对Ti-48Al-0.7B-xNb (at. %)铸造合金组织和性能的影响。结果表明Ti-48Al-0.7B-5Nb(at.%)铸造合金的晶粒尺寸最小，且具有最佳的综合力学性能

研究了硼对Ti-46.5Al-8Nb合金组织的影响。研究发现硼细化了TiAl合金的晶粒尺寸，粗化了片层间距。片层间距与晶粒尺寸d-1/2符合线性关系。室温断裂强度与晶粒尺寸符合Hall-Petch关系。

采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在AZ91HP镁合金表面制备了Al2O3陶瓷涂层。结果表明，等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层是由呈宏观层状堆积结构的α-Al2O3和-Al2O3所构成。由于受激光作用区温度场分布、陶瓷材料热物性参数和涂层厚度等因素的综合影响，致使激光重熔Al2O3涂层呈现出明显的分层结构特征。依据组织结构不同，可将其大致分为：由致密的α-Al2O3柱状晶构成的表面熔凝区、具有团絮状形貌特征的烧结区、保持原喷涂态疏松结构的残留等离子层、Al-Si过渡层和基体。激光重熔陶瓷层表面精细的组织构成和高度的致密性，致使其硬度、耐磨性和耐蚀性均明显优于等离子喷涂Al2O3层和原始镁合金。

研究了ECAP变形后的超细晶紫铜在恒应力幅控制条件下的疲劳寿命和循环形变行为。通过电子背散射观察了疲劳前后晶粒尺寸的变化，同时通过TME观察了疲劳试样表面的滑移带。研究表明，超细晶紫铜具有较高的疲劳极限σ =153MPa，在低周疲劳域内表现出疲劳软化，而在高周疲劳域内表现比较稳定的疲劳行为，甚至出现疲劳硬化。类似驻留滑移带（PSB）的剪切带与最后一次挤压的剪切面一致，是疲劳裂纹形核和疲劳断裂的主要原因。

基于Miedema模型和Tanaka关系，提出了计算MIVM模型参数的新方法，开辟了计算多元合金熔体活度系数的新途径。分别计算了Ti-6Al-4V和Ti-5Al-2.5Sn在不同温度下组元活度系数的变化，计算了Zn-Sn-Pb-Cd-Bi合金活度系数与组元配比的关系，并与Wilson模型比较，计算值与实验值吻合较好。

采用脉冲偏压电弧离子镀技术在玻璃基片上制备均匀透明的非晶二氧化钛薄膜，在0～900V范围内改变脉冲偏压幅值，考察其对氧化钛薄膜光学性能的影响。结果表明，室温下沉积态薄膜为非晶态。脉冲偏压对薄膜光学性能有明显的影响。随着脉冲偏压的升高，薄膜沉积速率以100V为界先高后低；薄膜的吸收边先红移后蓝移，但光学带隙Eg基本无变化，约为3.27eV；300V偏压时薄膜达到原子级表面平滑度，RRMS为0.113nm，因而薄膜折射率也最高，nλ＝550达到已有报道的最高值2.51。

用电沉积方法直接在铜集流体上分别制备出锂离子电池负极材料锡薄膜电极和锡颗粒电极。用X射线衍射、扫描电镜、循环伏安及充放电实验研究比较了二电极的性能。结果表明，在氟硼酸盐溶液中使用以醛类为主的复合添加剂，在静止条件下制得锡薄膜电极，搅拌条件下制得锡颗粒电极；锡薄膜电极比锡颗粒电极具有较优的初始嵌锂容量和循环稳定性：薄膜电极首次放电比容量达到了787mAh/g，40次循环时放电比容量仍保持630 mAh/g；而颗粒状电极首次放电比容量只有576 mAh/g，至20次循环时，放电比容量降到了150mAh/g。

实验研究了磁场强度和恒温时间对Al-18Si合金中偏聚初晶硅晶粒尺寸的影响。结果表明：无磁场时初晶硅为粗大的板条状或五星状，施加梯度磁场时偏聚初晶硅呈弥散分布的小块状或粒状，初晶硅显著细化。当磁化力维持不变时，偏聚初晶硅晶粒尺寸随磁场强度的增大而减小，晶粒数量密度随磁场强度的增加而增大。实验结果预示强磁场影响了扩散。建立了磁场抑制扩散的理论模型及初晶硅的受力模型，较好地解释了实验结果。

在强磁场下采用共沉淀-相转化法制备出了纳米级的钴铁氧体颗粒，通过SEM，XRD和VSM等分析手段，考察了磁感应强度对纳米钴铁氧体形貌及性能的影响规律。试验结果表明：无磁场及磁感应强度小于2T时，纳米钴铁氧体颗粒为球形形貌；当磁感应强度大于等于4T时，有棒状纳米钴铁氧体形成；随着磁感应强度的增大，棒状纳米颗粒数量增加，纳米钴铁氧体的晶化程度提高，磁性能(Mr、Ms、Mr/Ms)也有大幅度的提高，10T时制备的纳米钴铁氧体颗粒的剩余磁化强度(Mr)比无磁场下制备的钴铁氧体颗粒的剩余磁化强度增加了近15倍，饱和磁化强度(Ms)提高1.44倍。从磁聚合定向生长和临界磁畴角度，分析了强磁场影响共沉淀-相转化法制备的纳米钴铁氧体的形貌、晶化程度及磁性能的机理。

通过拉伸试验和胀形试验研究了不同温度下AZ31B镁合金挤压管材的成形性能。结果表明，随着温度的升高，管材的轴向拉伸成形性能有明显提高，但是其胀形性能并没有相应变化。这主要是因为挤压管材存在明显的各向异性，在环向的变形性能明显低于轴向。另外，采用分流模挤压的管材，在加热时焊缝成为最容易破裂的部位，出现了提前破裂，降低了管材的整体变形性能。

基于有限元软件ABAQUS，利用Norton蠕变本构关系，根据铸态镍基钎料BNi-2和0Cr18Ni9不锈钢母材的蠕变材料参数，对采用钎焊结构的微型不锈钢板翅式换热器进行整体600℃下的蠕变变形有限元分析，得到10万小时后的蠕变变形分布规律，预测到板翅式换热器在高温下的变形和危险位置。结果表明，由于钎料和母材力学性能参数的不匹配，钎焊过程中在接头处产生了较大的残余应力，对钎焊接头的蠕变变形产生较大影响。在钎角处，蠕变应变和应力较大，且分布不均匀，界面应力应变分布呈不连续和不协调特性，对蠕变失效的影响较大。

建立了激光快速成形过程中气/粉两相流送粉、激光熔覆成形温度场及粉末与熔池交互作用联合模型。采用有限单元生死技术模拟了熔覆层的沉积及熔池形成和自由界面形状演化，根据界面温度与粉末粒子动量损失模拟熔池对粒子的捕捉以及工件对粉末的反射，并采用朗格拉日方法实现了对粉末颗粒的跟踪。在此基础上，模拟了激光快速成形过程中316L不锈钢粉末、激光与熔池的交互作用过程，计算结果与实验相吻合。

在底喷粉条件下，通过考虑颗粒与气体之间相互作用，对气固两相流中的颗粒进行受力分析。建立了描述颗粒在垂直流中的基本运动方程，确立了颗粒运动速度与时间及距离的关系，发现颗粒经过极短时间或距离加速后进入速度增加缓慢的平缓区。本研究为底喷粉工艺参数的制定及喷粉类透气砖的设计提供了理论依据。

本文选择合适的表面分散剂，采用微生物方法和表面分析技术研究了在诺卡氏菌体表面化学沉积纳米铜颗粒，形成均匀镀层的加工工艺。结果表明，相同条件下表面活性剂A对菌体的分散效果好于焦磷酸钠。在表面活性剂A和机械搅拌联合分散下，菌体均匀分散在前处理溶液和镀铜液中，菌体表面上成功沉积粒径约为20nm的纳米铜颗粒，并形成厚为200nm左右的均匀镀层，菌体保持原有形状，得到纳米铜颗粒组成的微米级杆状金属材料。