采用裹浆工艺对煤矸石骨料进行预处理, 研究原状煤矸石骨料与不同浆体裹浆煤矸石骨料的吸水率、压碎值和干湿、冻融环境下的劣化行为以及裹浆煤矸石混凝土的强度和耐久性能, 并分析骨料性能强化与混凝土性能提升的相关性。采用XRD、SEM分析原状煤矸石骨料与裹浆煤矸石骨料干湿、冻融循环前后的矿物组成、微观形貌和界面过渡区。结果表明, 原状煤矸石骨料吸水率高, 硬度低, 在干湿、冻融环境下劣化明显, 裹浆后煤矸石骨料性能提升。原状煤矸石混凝土强度与耐久性能较差, 裹浆后煤矸石混凝土性能得到增强, 骨料性能与混凝土性能相关性良好。煤矸石骨料劣化的主要原因是黏土矿物吸水后在干湿、冻融环境下软化失稳, 而裹浆可以起到隔绝水分的作用, 从而使骨料性能得到强化。骨料强化以及骨料与砂浆基体的结合程度提高共同促进了裹浆煤矸石混凝土性能提升。

采用选区激光熔化（SLM）技术制备高氮钢构件，研究了激光体积能量密度对氮含量、致密度、物相组成、拉伸性能的影响，探索了高氮钢强韧化机制。研究表明：在体积能量密度从190.5 J·mm^-3增大到285.7 J·mm^-3的过程中，增材件致密度与拉伸性能呈先升高后降低的变化趋势。当激光扫描功率为200 W、扫描速度为400 mm/s、体积能量密度为238.1 J·mm^-3时，试样的氮含量（质量分数）为0.76%，致密度为99.8%，抗拉强度为1275.0 MPa，延伸率为14.7%，力学性能最佳。合适的激光能量密度有助于提高材料的致密度，增加氮在材料中的溶解度，过饱和的氮在奥氏体晶格中起到固溶强化的作用，进而提升增材构件的抗拉强度及延伸率。变形过程中的形变诱导铁素体相变（DIFT）效应使部分奥氏体向铁素体转变，对材料的强度及韧性均有提升作用。

针对TiAl基合金激光焊接过程中出现的裂纹问题，利用扫描电镜(SEM)及电子背散射衍射(EBSD)等方法研究了TiN相对接头焊缝相变织构及晶粒细化的影响。研究结果表明：当焊缝中没有TiN相时，焊接接头成形良好且没有缺陷，焊缝组织主要为Burgers α₂相，焊缝区域的完整凝固路径为L→L＋β→β＋α→α＋γ→α₂＋γ；当焊缝中存在TiN相时，焊接接头产生了贯穿性裂纹缺陷，主要原因是TiN是一种脆硬相，在激光焊接过程中极易引发裂纹。焊缝组织主要由TiN枝晶相及non-Burgers α₂相组成，同时TiN相和α₂相之间存在一定的取向关系即{111}TiN//{0001}α2。TiN相对焊缝组织有晶粒细化作用。焊缝区域的完整凝固路径为L→TiN＋L→TiN＋β→TiN＋α＋γ→TiN＋α₂＋γ。

应用于煤气化炉的蓝宝石光纤宽谱温度监测系统解决了蓝宝石光纤测温技术无法同时监测高温和低温状态的问题。在煤气化炉点火和烘炉的低温段，将微弱的热辐射信号放大，采用插值法得到低温值；在高温段，采用比色测温法进行精确的温度监测。系统利用蓝宝石单晶光纤和耐高温耐冲刷合金管作为蓝宝石光纤的护套，以适应煤气炉内的高温和冲刷的恶劣环境，并采用光纤高压隔离器件，将蓝宝石光纤导出压力为5 MPa的炉外。经标定和温度实测，系统的测量范围为200 ℃～1600 ℃，可分辨温度达1 ℃，高温段温度测量精度达0.5%。