根据修正偶应力理论和哈密顿原理，并结合经典的层合梁理论，推导出具有层合结构、考虑力 电耦合作用的微米级均质、非均质锆钛酸铅(PbZrTiO3，PZT)智能驱动器尺度相关的运动控制方程和固有频率。通过引入的材料内禀特征尺寸参数，成功捕获了微米级PZT智能驱动器的尺寸效应。数值分析显示，不同基体材料对微米级均质、非均质PZT智能驱动器归一化固有频率影响较小；压电层厚度不变，随着基体厚度增加，微米级PZT驱动器尺寸效应逐渐变小；随着结构特征尺寸逐渐增大，尺寸效应逐渐消失。

南秦岭造山带旬阳盆地吕河地区发育有泥盆系硅质岩剖面, 该剖面中的硅质岩以谱学特征为基础的微区特征清晰的记录了硅质岩的形成及后期演变信息。 以南秦岭造山带旬阳盆地吕河硅质岩样品为对象, 借助XRF、 拉曼光谱、 红外光谱和X射线粉晶衍射分析结果表明: 该硅质岩内矿物主要为低温石英并包含极少量的碳酸盐矿物。 XRD分析结果进一步证实该碳酸盐矿物为白云石。 在吕河硅质岩内, SiO2结构463 cm-1附近拉曼特征峰经高斯拟合后的峰面积和FWHM值证实发生了低温石英的重结晶作用, 该过程中伴随了流体作用引发的有序度变化和石英颗粒的自身有序度变化。 在重结晶过程中, 石英颗粒的自身重结晶伴随了有序度随时间推移而逐渐增高。 流体作用对硅质岩的改造表现为硅质岩内碳酸盐脉体的穿插, 该过程还导致低温石英有序度提升, 其中越靠近矿物边缘处的SiO2结构有序度越高。 造山带演化过程对硅质岩进行的改造主要体现在两个方面: 一方面, 构造应力破坏了岩石的连续性并为后期热液流体的运移穿插提供了空间; 另一方面, 后期流体作用的参与促进了石英颗粒重结晶的进程。 红外光谱可以系统的识别硅质岩内矿物的结构类型, 拉曼光谱分析可以揭示原位（in situ）微组构特征, XRD在硅质岩内微量杂质矿物的识别优势明显, 这些谱学手段为研究硅质岩的成岩演化提供了重要示范。

中国绿松石矿产资源丰富, 是世界上主要的绿松石产出国家之一。 绿松石作为一种名玉, 以其独特的绿色及结构, 深受人们的喜爱, 也导致市场上出现了大量的优化处理品及仿制品。 在旅游珠宝进一步发展的同时, 打着“原产地”噱头的绿松石价格起伏非常大, 对比同一地点的天然及仿制品玉石, 在前人研究的基础上仍需要进一步积累数据。 论文以中国湖北竹山秦古镇小巴寨750矿洞采集的天然绿松石与购买于湖北竹山县城珠宝市场的绿松石仿制品为研究对象, 采用光学照片、 场发射扫描电镜及能谱、 红外和拉曼光谱等, 从颜色、 微形貌、 微成分微结构的角度开展对比研究。 研究结果表明, 天然绿松石样品的颜色多样, 呈“月白色—浅蓝色—蓝绿色—黄绿色—绿色—蓝色”的蓝绿色系列变化, 晶体颗粒十分细小, 呈微米级-纳米级, 可见短柱状、 层片状晶粒; 绿松石仿制品颜色单一, 常为较为呆板的绿色, 多为散漫分布的颗粒状集合体, 且颗粒多呈三方晶系、 方解石型结构; 天然绿松石主要成分为Al2O3 32.12%, P2O5 30.51%, CuO 10.75%, Fe2O3 5.57%等, 为铜铝磷酸盐矿物。 绿松石仿制品中主要元素组成为MgO 42.62%, Al2O3 2.66%, SiO2 2.66%等, 其成分是以碳酸镁为主的菱镁矿; 在红外光谱的对比研究中, 天然绿松石样品的红外光谱图的3 083～3 509 cm-1区域, 含有大量对应于ν(OH), ν(H2O)的红外吸收峰。 绿松石仿制品在2 922 cm-1处有对应于νas (CH2)的红外吸收谱峰, 该峰与其被染色有关。 这些红外吸收峰也是区分天然绿松石与仿制品的有效指纹峰; 在拉曼光谱图的对比研究中, 天然绿松石样品的拉曼光谱图中往往具有分别对应于ν(OH), ν(H2O), ν(PO4)的散射峰～3 470, ～3 270和～1 039 cm-1, 而绿松石仿制品不存在此类拉曼散射峰, 他们是区分天然绿松石及其仿制品的有效拉曼指纹峰。 基于颜色、 微成分、 微结构及振动光谱可以有效区分同一地区天然绿松石与其仿制品。 此类方法对于其他类型旅游珠宝与其仿制品的鉴定亦有重要的参考价值。

为适应微电子制造装备中精密位移反馈装置的要求, 提出并设计了一种新型宏微复合光栅尺测量系统.测量系统采用LabVIEW虚拟仪器系统高速采集图像数据, 通过图像处理算法对放大后的光栅栅纹进行边界处理, 将其细化为线再转化为像素点, 并补偿运动过程中的微量位移来提高精度.实验结果表明：电机速度为1 mm/s, 行程为100 mm内时, 该系统产生的位移误差可控制在1.5 μm内, 分辨率可达0.275 μm.与传统光栅尺测量中需对莫尔条纹进行电子细分相比, 本测量系统可以有效消除光栅尺破损、污染、倾斜、光源不稳定等干扰给测量带来的影响, 同时保持微米级别的测量精度, 特别适用于敞开式光栅尺长行程的测量领域.

基于金刚石多晶形成过程的复杂性、 制样的困难性等在较大程度上制约了人们对其成核、 生长等结晶过程及意义等的深入理解, 采用同步辐射技术对扬子克拉通的金刚石多晶进行同步辐射显微红外光谱、 显微红外光谱成像等方面的研究。 金刚石多晶的同步辐射研究表明, 金刚石多晶研究样品总体属于Ⅰ型金刚石, 其总氮含量(NT)约为500~1 300 μg·g-1, 对氮心的含量(NA)约为300~700 μg·g-1, 四氮心的含量(NB)约为150~550 μg·g-1。 金刚石多晶在地幔中的停留时间约介于0.06~0.12 Ga; 样品的生长经历了多个生长中心先分别生长, 后连聚成多晶再生长的过程, 且整个多晶体的结晶中心区形成后, 晶体优先往有利于稳固结晶中心的方向生长、 再各向生长之过程。 同时, 金刚石多晶的生长在各时期内呈各向差异生长而非均匀生长, 且存在间歇性停止生长的现象。

基于改性膨润土可能存在的优异吸附能力, 利用傅里叶变换红外光谱仪和场发射扫描电镜研究分析了巯基化、 钠化及酸化三种改性膨润土对Cu2+, Pb2+和Zn2+的等温吸附与竞争吸附实验结果。 研究结果表明, 在单一重金属离子的等温吸附环境下, 巯基化膨润土对Cu2+, Pb2+和Zn2+的吸附能力明显优于其他两种材料, 且对Pb2+具有一定的吸附选择性, 吸附率达到近100%； 在竞争吸附环境下, 三种改性膨润土对Cu2+, Pb2+和Zn2+的吸附率都有所下降, 但巯基化膨润土仍旧能够保持较好的吸附能力, 较其他膨润土的吸附率大约高出10%～40%； 三种重金属离子的吸附量均表现为Cu2+＞Pb2+＞Zn2+, 这与三种重金属离子的竞争能力、 化学亲和力等大小有关； 膨润土的巯基改性, 步骤简单且吸附重金属的效果好, 对膨润土改性及其应用具有重要意义。

山东昌乐蓝宝石生长环带的显微红外光谱和LA-ICP-MS研究结果表明: 蓝宝石中的环带颜色成因与晶格中的—OH有相应的关系。 在内部含有六边形环带的蓝宝石中, 同一环带上的—OH含量相近; 不同颜色环带中的—OH含量不相同, 其中暗带中的—OH含量最高, 过渡带次之, 亮带为零; 环带中—OH含量与微量元素Ti成正相关, 可以用于反映蓝宝石形成过程中环境的变化。 当环境中的含氢量较高时, 会有较多的Ti4+-Fe2+对替代Al3+进入蓝宝石晶格; 当环境中的含氢量较低时, 则较少或者没有Ti4+-Fe2+对替代Al3+进入蓝宝石晶格; 充分考虑蓝宝石晶格中—OH的分布特征, 有利于为蓝宝石的呈色机理研究、 高品质蓝宝石合成与优化等提供新的科学思路。

鉴于当前人们在有效重建天然金刚石的生长过程等中所遇到的困难, 如果能在微观层面上详细分析金刚石的生长过程, 高度关注金刚石的生长速度, 就可以为人们探讨金刚石的生长过程、 分析其深部科学意义提供更为精准的科学线索。 基于此, 以扬子克拉通西部沅水流域砂矿型金刚石为研究对象, 从微区研究的角度, 采用CL光谱分析金刚石的生长环带, 界定其生长微区; 再利用FTIR光谱研究不同生长微区的生长时间; 最后, 利用生长微区的长度除以微区的生长时间, 计算出不同微区的生长速度, 进而分析其意义。 样品的CL和FTIR光谱研究结果表明, 该金刚石既发育早期生长环带, 也发育后期再生长环带, 其中早期生长环带为规则的平直带, 环带总体呈阶梯状, 大部分边缘呈不规则锯齿状; 金刚石样品为IaAB型, 氮总量介于4788~32189 μg·g-1, 其最低结晶温度为1 490 K, 不同部位在地幔中的停留时间不尽相同, 且停留的时间最大介于0264~46 Ga; 金刚石样品不同生长环带之间的生长速率存在较大差异, 介于926~5 21818 μm·Ga-1。 同时, 样品的生长并不是各向均匀生长, 而是具有一定优先取向。

针对现有光栅测量方法不能兼顾高速与高精度的问题, 为适应电子制造装备高速运动和高精密定位的位移反馈要求, 提出基于增量式光栅尺的纵横转换细分测量原理和相应的图像快速处理算法。为了提高光栅图像采集处理速度, 搭建基于FPGA的硬件测试平台, 先将采集到的图像进行滤波和二值化处理, 然后对图像先进行纵横坐标相加, 求取像素点最小值得到交点位移值。实验结果表明: 应用纵横转换算法并搭载FPGA测试系统, 能够达到0.029 μm的分辨率, 精度达到0.3 μm。