由于冲击载荷引起的动态霍尔-佩奇效应，高锰钢具有优异的形变硬化特性。研究高锰钢的激光重熔非均匀显微组织凝固原理及对超声滚压硬化行为的影响具有重要意义。对Mn13钢板表面先后进行激光重熔处理和超声滚压强化，通过扫描电子显微镜、场发射电子探针显微分析仪和电子背散射衍射仪分析了激光重熔高锰钢的显微组织和凝固过程，通过维氏硬度计和摩擦磨损试验机研究了激光重熔高锰钢的非均匀组织对超声滚压硬化的影响。研究发现：由于激光重熔过程的高温度梯度和高冷却速度，凝固组织从上到下依次为较薄的等轴树枝晶和垂直于结合面生长的柱状树枝晶，枝晶间为小角度晶界，且存在Mn元素的偏析；激光重熔高锰钢的非均匀组织在超声滚压下具有孪生硬化行为，表面硬度和耐磨性均有较大程度的提高。因此，激光重熔技术在高锰钢的表面处理领域具有潜在的应用前景。

为了研究原位重熔对倾斜基体激光熔覆层形貌和组织的影响，首先使用有限元仿真软件对倾斜基体激光熔覆及其原位重熔过程进行数值模拟，分析基体倾斜角度对熔覆层形貌的影响，研究重熔作用下熔池速度场和温度场的分布情况以及多道熔覆层宏观形貌的变化；然后进行倾斜基体熔覆层原位重熔试验，采用光学显微镜对重熔前后熔覆层的表面形貌进行分析，采用维氏硬度计、摩擦磨损试验机及三维轮廓仪等对重熔前后熔覆层的力学性能进行研究，进而研究原位重熔作用下熔覆层微观组织的变化。结果表明：熔覆层形貌主要受重力影响，当基体倾斜角度大于90°时，熔覆层溶质会发生滴落，极大地损伤熔覆层形貌；在熔覆道搭接区进行原位重熔对熔覆层平整度的提升作用最大，重熔后的表面不平整度由0.165降低到0.056；与重熔前相比，重熔后的表面粗糙度下降了69.5%，表面硬度提升了约70 HV，磨损率降低了76.3%；重熔后，熔覆层中上部的大量树枝晶转变为等轴晶，微观组织得到了明显细化。

本文以纳米金为模板, 通过替代化学反应, 合成 Au@AgNPs 核壳纳米粒子, 将其负载在聚(苯乙烯-丁二烯) (SB)电纺纤维膜上, 制得表面增强拉曼散射(SERS) 柔性基底Au@AgNPs/SB。利用紫外-可见光谱 (UV-vis)、透射电子显微镜 (TEM)、扫描电子显微镜 (SEM)和拉曼光谱表征了基底的形貌结构和光谱性能。以罗丹明6G为拉曼分子探针, 将Au@AgNPs/SB基底经常温-升温过程处理后进行光谱实验, 结果表明该基底热耐受性好, 能用于较高温度下前处理样品, 有利于提高检测的灵敏度。以农药福美双作为研究对象, 通过对其进行加热实验, SERS检测限可低至3.65×10-8 mol/L。

根据激光冲击的原理对超光电子铜箔进行了微尺度激光冲击平坦化(MLSF)处理。首先，通过MLSF实验研究脉冲能量和冲击次数等工艺参数对电子铜箔平坦化效果(表面粗糙度S_a)的影响规律；然后，根据电子铜箔平坦化效果与工艺参数的对应规律，阐明电子铜箔的MLSF原理；最后，采用透射电子显微镜对MLSF处理前后的电子铜箔进行显微表征，揭示电子铜箔MLSF的表面变形机理。研究结果表明：当激光脉冲能量为100 μJ、冲击次数为3次时，电子铜箔的表面粗糙度(S_a)从22.7 nm降低到5.0 nm，降低了78%；冲击波经吸收层和样品层后被放大，使得样品层(铜箔)与底板(玻璃)的表面形貌接近；金属箔内部的小塑性变形和下表面附近的大塑性变形是MLSF的表面变形机制。

利用激光熔覆技术在45钢表面制备了CoCrFeMnNiTi_x(x为Ti的摩尔比，x＝0.25，0.50，0.75，1.00)高熵合金涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、维氏硬度计、电化学工作站和摩擦磨损试验机等分析了Ti元素对CoCrFeMnNiTi_x高熵合金涂层微观组织和性能的影响。结果表明CoCrFeMnNiTi_x高熵合金涂层微观组织是由面心立方(FCC)固溶体相和TiC颗粒相组成的枝晶组织。随着Ti元素增加，TiC颗粒在晶内析出并逐渐增多，在Ti原子固溶引起的晶格畸变和TiC析出的共同影响下，晶格常数先增大后减小。Ti元素的添加引起了涂层的固溶强化和第二相强化，高熵合金涂层的显微硬度逐渐增高至364.5 HV0.3。掺杂Ti元素使高熵合金涂层的腐蚀机制由点蚀转变为晶间腐蚀，随着Ti元素含量增加，涂层活化阶段的晶间腐蚀加剧。涂层的磨损机制随Ti元素的增加由黏着磨损向氧化磨损与磨粒磨损转化，CoCrFeMnNiTi_0.25涂层具有最好的耐蚀性能和耐磨性能。

随着高速高频通信技术的发展，电子铜箔表面平坦度对高频信号传输损耗的影响更加凸显，已成为制约高速高频通信技术发展的重要因素。本研究团队在目前技术发展的基础上，提出了一种铜箔与聚合物直接结合的方法。该方法主要分为三步：通过激光压平实现铜箔表面平坦化；通过激光压印在压平铜箔表面制造出规则的阵列纳米结构；通过激光焊接实现压平压印铜箔与液晶聚合物(LCP)的直接结合。试验发现，通过激光压平可以将40.6 nm的铜箔表面粗糙度降低到7.8 nm，表面粗糙度降低了80.8%。通过激光压印在压平铜箔表面压印出的规则阵列纳米结构，为铜箔与聚合物的直接结合奠定了基础。采用激光将表面压平压印的铜箔与LCP焊接在一起，对其进行拉伸测试后发现铜箔被拉断。这说明铜箔与LCP的焊接结合强度较高，所提方法在降低电流传输损耗方面具有潜在的应用价值。

类星体是人类所观测到的最遥远天体, 对于了解早期宇宙的演化具有重要科学意义。 由于类星体距离地球较远, 其红移一般较大, 导致在光学观测窗口中只有很少的特征（发射线）, 且难以识别。 类星体光谱的异常特征提取与分析可对未知类星体的识别, 提供有效的判别依据。 离群检测作为数据挖掘领域的一个主要研究内容, 旨在发现那些稀有、 特殊数据对象及异常特征, 可作为从海量类星体光谱数据中, 发现特殊、 未知类星体的一种有效途径和手段。 Spark作为新一代大数据分布式处理框架, 可为海量天体光谱的有效分析和处理, 提供一个高效且可靠的并行编程平台。 本文充分利用集群系统和Spark编程模型的强大数据处理能力, 提出一种基于稀疏子空间的类星体光谱异常特征并行提取与分析方法, 其工作由三个模块组成, 即类星体光谱特征约减、 类星体光谱的稀疏子空间构造和搜索、 类星体光谱异常特征提取并行算法设计与分析。 类星体光谱特征约减模块, 通过属性相关性分析来识别呈现聚类结构的类星体光谱特征线, 这些特征线通常会聚集在稠密区域且对类星体光谱异常特征检测毫无意义。 光谱特征约减旨在运行异常特征检测算法之前剪枝类星体光谱的冗余特征线, 缩小光谱数据检测范围。 类星体光谱的稀疏子空间构造和搜索模块, 通过设定的稀疏系数阈值来测量类星体光谱的子空间密度, 并采用粒子群优化方法作为稀疏子空间的搜索策略, 从而快速、 高效地获取类星体的异常特征。 在第三个模块中, 提出了一种MapReduce框架下的类星体光谱异常数据并行检测算法, 该算法由并行化数据约减策略、 稀疏子空间并行搜索技术两个MapReduce构成, 达到适应海量光谱数据的处理目标。 最后对检测出的部分类星体异常特征进行了理论分析、 测量及人眼证认, 充分说明稀疏子空间可为识别特殊、 未知类星体候选源, 提供有效支持和有力证据。

为了研究冲击温度和冲击次数对激光温冲击压印(WLSI)铝箔成形质量的影响并揭示WLSI的机理,分别进行了不同温度和不同冲击次数下的WLSI成形实验,对WLSI的成形高度、表面质量、表面硬度和显微组织进行了测试和分析。采用ABAQUS软件对冲击过程中的成形件残余应力、变形速度进行了仿真。结果显示:在较高的冲击温度下可以获得大的成形高度和均匀的残余应力分布,但是冲击温度过高会导致成形微结构的过度氧化;在200 ℃下进行多次冲击,可以获得较大的成形高度和较好的表面质量。WLSI实验和数值仿真结果表明,WLSI过程包含材料的高应变率塑性变形硬化过程和动态回复软化过程,其中变形硬化起主导作用。