镍基单晶高温合金是含有10~15种元素的复杂合金, 具备优良的高温强度和耐腐蚀性。 目前, 先进燃气涡轮发动机的涡轮部件几乎都采用空心结构的单晶叶片。 叶片服役过程中要承受超过其熔化温度数百摄氏度的高温和巨大离心应力, 是工况条件最为恶劣的航空零件, 被誉为“工业王冠上的明珠”, 研制发展更耐高温的叶片材料以及改进叶片的冷却技术是提高涡轮进口温度的关键手段。 新一代的单晶叶片中添加大量难熔元素（如Ta, W和Re等）用来提高承温能力, 但这些元素在凝固过程中存在严重的枝晶偏析, 导致组织内成分分布不均匀。 通常采用复杂的多级热处理来溶解非平衡组织, 减小偏析。 枝晶间成分的详细表征对优化热处理工艺和叶片设计具有重要的意义。 微束X射线荧光光谱是一种无损检测技术, 制样简单, 无需镀导电膜, 可对样品进行多元素同时检测, 多用于生物和考古领域, 定量表征成分复杂的金属材料存在一定困难, 应用案例较少。 单晶高温合金具有特殊的十字枝晶组织, 尺寸约为几百微米, 微束X射线荧光光谱可以满足单晶叶片枝晶成分的详细表征和大区域面积的成分分布定量统计需求。 本实验基于微束X射线荧光光谱技术, 建立了镍基单晶高温合金枝晶成分定量统计分布表征方法, 并应用于新型单晶涡轮叶片的全域枝晶组织成分定量分布表征, 探讨了单晶涡轮叶片叶冠到榫头的成分演变规律, 获得了不同部位主元素的一次偏析比和二次偏析比。 结果表明, Re, W和Ta元素偏析严重, 随着叶片截面尺寸的增加及与冷却铜盘距离的增加, 叶片叶冠到榫头各元素的偏析程度降低; Cr, Co和Mo元素偏析比接近于1, 偏析变化不明显, 分布较均匀。 通过对单晶叶片枝晶成分的定量统计解析, 获得了单晶叶片成分的演变规律, 为叶片的设计和凝固工艺的改进提供数据支撑。

随着固废资源化利用成为当下研究的热点, 近年来采用固体废弃物制备蒸压加气混凝土的研究成果层出不穷。但固体废弃物由于种类繁多, 特点不一, 对蒸压加气混凝土的干密度和抗压强度等关键性能的影响规律和影响机理并不明晰, 亟需进行归纳总结。本文首先从基体和孔结构两方面分析归纳了影响蒸压加气混凝土干密度和抗压强度的主要因素, 之后从固体废弃物做硅质材料、钙质材料和发气材料三个方面分析了其对蒸压加气混凝土干密度和强度的影响规律和影响机理, 最后总结了当前研究中存在的问题并对未来的研究方向进行了展望。

滨海地区饮水型氟中毒和海水入侵十分普遍。 海水入侵引起地下水性质的改变对岩（土）氟迁移具有潜在影响, 但尚未有直接模拟实验证实, 其氟迁移机理也不明确。 用淡水和海（卤）水混合及配制溶液模拟海水入侵过程, 对含水砂层沉积物进行静态水-岩（土）氟迁移模拟实验, 对比分析沉积物FTIR特征, 探讨海水入侵对岩（土）氟迁移影响规律及机理。 结果表明, 含水砂层沉积物氟迁移量大小顺序为: 海水＞1∶1淡海＞淡水; 卤水＞1∶1淡卤＞淡水, 随海（卤）水混入程度增加, 含水砂层沉积物岩（土）氟迁移能力增强。 氟迁移能力随NaCl和NaHCO3浓度增加而增加, 随CaCl2浓度增加而降低。 对含水砂层沉积物傅里叶红外吸收光谱（FTIR）分析表明, 随NaCl和NaHCO3浓度增加, NaCl溶液中沉积物Si—O—Si键伸缩振动峰强度明显增强, 氟磷灰石弯曲振动峰减弱, O—H键特征峰变化不明显, 而NaHCO3溶液中沉积物羟基磷灰石弯曲振动峰和Si—O—Si键伸缩振动峰强度变化不明显, O—H键特征峰强度变化明显, 表明NaHCO3溶液主要通过OH-与F-离子交换, 而NaCl溶液是通过Si—O—Si键中Si—O置换来影响岩（土）氟迁移。 随CaCl2浓度增加, Si—O—Si键伸缩振动峰强度明显减弱, 氟磷灰石弯曲振动峰强度增强, 表明Ca2+强烈地抑制岩（土）氟析出。 同时, 随NaCl和NaHCO3浓度增加和CaCl2浓度减少, Si—F特征峰强度减弱, Si—O—Si键弯曲振动峰向低波数偏移。 由于大气CO2混入, 1 mol·L-1 CaCl2作用沉积物出现1 460和1 420 cm-1碳酸根特征峰。 由于碳酸根沉积作用, 1 mol·L-1的NaHCO3作用的沉积物在1 460 cm-1处峰强度增强, 且在875 cm-1出现新峰, 但是在淡海卤水和NaCl溶液作用的沉积物中无碳酸根特征峰, 表明含水砂层中无萤石（CaF2）溶解作用。 海水入侵引起的偏碱性、 高钠低钙的环境促进岩（土）氟迁移释放, 是滨海地区高氟地下水重要动力。

在阳极和空穴传输层分别引入氧化镍纳米结构缓冲层, 制备了蓝色有机发光二极管, 对二极管的电学和光学特性进行了测试分析, 研究了采用电化学方法制备的氧化镍纳米结构对器件的影响。结果表明, 纳米结构氧化镍缓冲层能够有效地提高空穴-电子对的产生和复合效率, 它的引入带来了高效的空穴注入及发光层中的载流子平衡, 能有效提高有机发光二极管的电致发光特性。氧化镍缓冲层沉积时间为30 s的器件具有最高的亮度和电流效率, 分别为42 460 cd/m2和24 cd/A, 该器件的CIEx,y 色坐标为(0.212 9,0.325 2)。

为使无线光通信中准直扩束光学系统控制简单、容易实现，针对体积惯量较小的光学元件，提出一种闭环光路模式下的准直扩束光学系统自动控制装置设计方案。借鉴反馈控制技术，由脉冲激光控制信号实现光路的闭环反馈。并结合单片机和光电检测技术，给出其硬件和软件设计方案。该装置包括单片机控制、步进电机组、光电检测和反馈收发系统等，通过控制协议和各软件功能模块的调用，实现无线光通信中准直扩束系统的自动控制。实验表明，该装置较好地达到激光准直扩束镜头连续变焦的自控功效，具有运行平稳和控制可靠的优点，对研究无线光通信的光路对准具有较高的实际参考价值。