通过对激光增材制造(LAM)TC4钛合金表面进行激光冲击强化(LSP)，对比研究了LSP处理对LAM-TC4钛合金微观组织、力学性能和断口形貌的影响。LAM-TC4钛合金的原始组织由大量粗大的α板条及一定数量的板条间β相构成。经LSP处理后，表层组织在高能冲击波的作用下，原始粗大的α板条破碎细化，形成了大量位错和形变孪晶，导致晶格畸变。LSP处理使LAM-TC4钛合金的残余应力由残余拉应力转变成残余压应力。LSP处理后LAM-TC4钛合金表面存在的最大残余压应力为－190 MPa，显微硬度提高了16.5%，显微硬度随深度的增加而减小。此外，经LSP处理后，LAM-TC4钛合金的屈服强度和抗拉强度较LSP处理前分别提高了46.3%和32.3%，塑性基本维持不变。LSP处理可使LAM-TC4钛合金获得更好的强度和塑性匹配。

激光冲击强化(Laser shock peening，LSP)是一种新颖的非弹丸撞击式表面改性技术。利用LSP对片层组织Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo(Ti80)钛合金进行表面处理，并研究了LSP对其微观组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。LSP处理后Ti80钛合金发生了严重的塑性变形，表层片层组织中形成了位错缠结、形变孪晶及层错等晶体亚结构缺陷，晶粒发生细化。LSP处理后表层显微硬度提高了21.7%，残余压应力达到最大值(－334 MPa)，且显微硬度和残余压应力都随深度的增加呈现梯度变化特征。LSP处理后产生的加工硬化、细晶强化和残余压应力的作用改善了拉伸性能，断口形貌中的韧窝变得大而深且解理面变少。晶粒细化为钝化膜的形成提供更多的形核位置，同时杂质不容易在晶界偏析，延缓晶间腐蚀；高密度位错阻碍电子转移，降低腐蚀电流密度，使Ti80钛合金在5 mol/L HCL溶液中的耐腐蚀性能得到明显提高。

为满足诸如大型对撞机实验探测器研制、空间载荷量能器等大科学工程和新型医疗影像设备TOF-PET对闪烁体的筛选需求，对闪烁体的闪烁性能(发射光谱、光输出、能量分辨率、衰减时间、余辉以及符合时间分辨率等)进行了研究，并针对不同闪烁体样品的测试需求设计了一整套完整的无机闪烁体性能测试方案。在发射光谱测试中选择了不同的激发源进行对比测试，对能量分辨率与符合时间分辨等闪烁性能的测试条件进行优化，并成功应用于热门闪烁体掺杂铈的硅酸钇镥(LYSO:Ce)和钆铝镓石榴石(GAGG:Ce)的性能研究中，取得了较好的测试结果。

采用高能脉冲激光束对AZ31 镁合金进行激光冲击强化(LSP)处理，利用UMT-2 摩擦磨损试验机对试样进行磨损实验，通过分析磨痕表面和磨屑形貌及磨屑能谱，得出LSP 技术可提高AZ31 镁合金的耐磨性能。在相同条件下，LSP AZ31 镁合金摩擦系数和磨损量均比未冲击试样小，且磨屑更为细小，表明LSP 对AZ31 镁合金摩擦磨损性能有一定的改善效果。另外，AZ31镁合金经过LSP后，磨损机理由以剥落磨损为主转变为以磨粒磨损为主。

研究了激光冲击AZ31镁合金在不同退火条件下的力学性能及其断口形貌。结果表明：随着退火温度及退火时间的增长，合金的硬度逐渐降低；在相同的退火时间(30 min)条件下，抗拉强度及延伸率在200 ℃~350 ℃温度区间内，随着温度的升高逐渐增加，在400 ℃退火后迅速降低；在相同的退火温度(350 ℃)条件下，随着时间的延长抗拉强度逐步降低，伸长率先略有增加然后降低；最佳的退火温度及时间为350 ℃和30 min，抗拉强度和断裂伸长率分别达到342 MPa 及18%。不同的退火工艺对激光冲击后合金的断口形貌有明显影响，在350 ℃和30 min 退火后断口呈现明显的韧性特征。

采用电化学测量技术和透射电镜，研究了激光冲击强化(LSP)后的AZ91镁合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明：经过激光冲击后，AZ91镁合金内产生大量位错，大量的位错发展为位错缠结。在3.5%NaCl溶液中，激光冲击后的镁合金阻抗值显著增加，腐蚀电流密度显著降低。随着激光冲击次数的增加，AZ91镁合金的自腐蚀电位正移，腐蚀电流密度降低，耐腐蚀性能提高。

采用激光冲击强化技术对原始组织为层片状珠光体的高碳钢进行表面强化处理，借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和显微硬度计等手段研究了激光冲击次数对高碳珠光体钢微观组织和硬度的变化规律。结果表明，原始珠光体组织经激光冲击后，渗碳体片层发生弯曲、断裂、球化，并且随着冲击次数的增加，冲击中心区域渗碳体球化程度加剧，溶解量也随之增加，过饱和的碳原子溶于铁素体基体中，导致其点阵常数增大。多次冲击后冲击中心区域材料表层的硬度从300 HV(原始珠光体组织)分别增加至333 HV(2次激光冲击)，353 HV(6次)。

将水韧高锰钢试样进行激光冲击，利用H-800透射电镜和JSM-5610LV扫描电镜对试样进行微观分析，得出以下结论：高锰钢在激光冲击(LSP)后硬度会显著增加，出现加工硬化现象，冲击中心点硬度由219 HV升高到486 HV，升高了大约122%。在激光冲击过程中，材料经受了较严重的塑性变形，生成大量的位错，进而形成位错塞积以及位错胞状组织等，随变形增加，结构中出现大量孪晶。孪晶和位错共同作用，从而使晶界、相界等界面遭到破坏，晶粒得到细化，形成亚晶。位错、孪晶与细晶强化共同作用，使高锰钢的性能大幅提高。

为研究超二氧化锆(ZrO₂)陶瓷的冲击增韧特性,利用能量为35 J的激光脉冲对ZrO₂陶瓷试样进行冲击试验,并对试样进行扫描电镜(SEM)检测。结果表明试样表面产生了约90 μm厚的无裂纹的致密层,后表面出现了层裂破坏,在非致密层内则产生大量微观裂纹,微裂纹密度越靠近试样后表面越大。X射线物相分析结果表明部分材料发生了从四方相到单斜相的冲击相变,而这一相变过程会导致组织体积增加。发生在裂纹尖端的冲击相变因体积增加产生残余压应力,阻碍裂纹的扩展,使裂纹具有非扩展性。大量非扩展性微裂纹的存在可提高ZrO₂陶瓷的冲击韧性,利用10 J能量的激光脉冲对试样进行多点冲击预处理,然后利用42 J的激光脉冲对试样进行冲击,结果表明预处理后的试样后表面仅出现层裂倾向,而没有发生层裂破坏。说明激光冲击预处理达到了增加冲击韧性的目的。

为了研究激光冲击(LSP)过程中冲击波的实际作用面积, 对涂敷新型吸收层的Al2O3陶瓷材料进行了冲击, 通过烧蚀形貌的变化, 分析了等离子体的横向膨胀效应对实际冲击过程的影响; 通过对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢, 3A21防锈铝合金的冲击过程, 分析了变形面积及深度的变化, 验证了对不同材料而言, 等离子体的膨胀效应具有普遍意义。结果表明,等离子体的膨胀与约束层材料有着直接的联系, 在目前普遍使用的8 mm直径的光束冲击下, 若使用柔性约束, 由于等离子体的膨胀, 冲击波的实际作用面积直径约在12 mm。