本文分别采用热缩聚法和水热法合成了g-C3N4和In2S3, 再用简单的机械研磨工艺制备出了In2S3/g-C3N4复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对In2S3/g-C3N4复合光催化剂的晶体结构、形貌、微观结构和光学性质进行了表征,在可见光照射下, 通过降解四环素(TC)来评价其光催化活性。结果表明, 研磨比例为1∶4(摩尔比)的In2S3/g-C3N4复合光催化剂表现出最佳的光催化性能, 在氙灯下TC的光降解表观速率常数是0.025 1 min-1, 分别是In2S3和g-C3N4的2.9倍和1.6倍, 在自然光下TC的光降解表观速率常数是0.010 4 min-1, 分别是In2S3和g-C3N4的2.6倍和1.4倍。In2S3/g-C3N4复合光催化剂优异的光催化性能归功于载流子的高效迁移和分离以及增强的光吸收能力。本研究为设计和开发用于抗生素废水处理的可见光响应光催化剂提供了一条有前景的途径。

采用磁控溅射法在ITO玻璃上制备了CdZnTe薄膜, 探究机械磨抛对CdZnTe薄膜阻变特性的影响。通过对XRD图谱、Raman光谱、AFM显微照片等实验结果分析阐明了机械磨抛影响CdZnTe薄膜阻变特性的物理机制。研究结果表明, 磁控溅射制备的薄膜为闪锌矿结构, F43m空间群。机械磨抛提高了CdZnTe薄膜的结晶质量; CdZnTe薄膜粗糙度(Ra)由磨抛前的3.42 nm下降至磨抛后的1.73 nm; 磨抛后CdZnTe薄膜透过率和162 cm-1处的类CdTe声子峰振动峰增强; CdZnTe薄膜的阻变开关比由磨抛前的1.2增加到磨抛后的4.9。机械磨抛提高CdZnTe薄膜质量及阻变特性的原因可能是CdZnTe薄膜在磨抛过程中发生了再结晶。

钢渣是冶金工业中产生的主要固体废弃物, 其产量约为每年粗钢产量的15%~20%。 由于技术的局限, 导致我国钢渣利用率较低, 仅为年钢渣产量的10%; 同时加之管理制度的不健全, 导致钢渣大量露天堆放, 对土地资源、 地下水源, 以及空气质量造成严重影响。 固体废弃物再利用是资源可持续发展的重要途径之一, 由于钢渣的主要化学成分（CaO, SiO2, A12O3, MgO, Fe2O3, MnO, f-CaO等）、 主要矿物组成（硅酸三钙、 硅酸二钙、 钙镁橄榄石、 钙镁蔷薇辉石、 铁酸二钙等）与水泥熟料的主要化学成分、 主要矿物组成极为相似, 是一种具有潜在胶凝活性的胶凝材料。 以钢渣尾渣作为研究对象, 采用机械研磨的方式对钢渣尾渣处理, 即物理激发, 获得不同粒径钢渣尾渣微粉。 依据《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》（GB/T 20491—2006）与《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T 17671—1999）制备一系列钢渣尾渣胶砂试块(分别标记为Ａ40, Ａ60, Ａ80, Ａ100和Ａ120)。 研究对钢渣尾渣胶凝活性的影响, 以及不同水化时间对钢渣尾渣胶凝活性的影响, 即3 d钢渣尾渣胶砂强度、 7 d钢渣尾渣胶砂强度与28 d钢渣尾渣胶砂强度。 利用激光粒度分析仪（LPSA）对钢渣尾渣微粉的粒径分布进行测试与分析, X射线衍射仪（XRD）对钢渣尾渣微粉与钢渣尾渣胶砂的矿物组成进行测试与分析, 扫描电子显微镜（SEM）进行微观形貌测试与分析, 从而获得钢渣尾渣的物理激发机理。 结果表明, 随着钢渣尾渣微粉粒径的减小, 其胶凝活性呈现先增加后降低的趋势, 当研磨时间为80 min时, A80钢渣尾渣微粉的胶凝活性最高, 即3 d活性指数为67.55%、 7 d活性指数为71.96%和28 d活性指数为73.61%。 随着钢渣尾渣微粉粒径的减小, 钢渣尾渣微粉中RO相的XRD特征峰强度稳定, Ca2SiO4与Ca3SiO5的XRD特征峰强度呈现先增加后降低的趋势, Ca3SiO5与Ca2SiO4参与水化反应, 生成一定量的Ca(OH)2与C-S-H凝胶, 具有良好的胶凝活性。 A80钢渣尾渣微粉中Ca2SiO4含量较少, 而Ca3SiO5含量较多, 均可以生成一定量的Ca(OH)2与C-S-H凝胶, 小幅提高A80钢渣尾渣胶砂的早期（3~7 d）力学性能, 大幅提高A80钢渣尾渣胶砂的中、 后期（7 d~28 d）力学性能。 当水化时间3 d时, A80钢渣尾渣胶砂中存在少量水化产物且大量分散小颗粒; 当水化时间7 d时, A80钢渣尾渣胶砂中水化产物大幅增加且形成较大颗粒; 当水化时间28 d时, A80钢渣尾渣胶砂中形成大量水化产物且几乎不存在分散小颗粒。 从而进一步实现固体废弃物的资源化再利用, 达到钢铁企业增加效益, 环境缓解压力的目的。

针对传统金刚石砂轮磨削硅片存在的表面/亚表面损伤问题, 研制了一种用于硅片化学机械磨削加工的新型常温固化结合剂软磨料砂轮。根据化学机械磨削加工原理和单晶硅的材料特性, 设计的软磨料砂轮以氧化铈为磨料, 二氧化硅为添加剂, 氯氧镁为结合剂。研究了软磨料砂轮的制备工艺, 分析了软磨料砂轮的微观组织结构和成分。通过测量加工硅片的表面粗糙度、表面微观形貌和表面/亚表面损伤, 进一步研究了软磨料砂轮的磨削性能。最后,与同粒度金刚石砂轮磨削和化学机械抛光(CMP)加工的硅片进行了对比分析。结果表明, 采用软磨料砂轮磨削的硅片其表面粗糙度Ra＜1 nm, 亚表面损伤仅为深度＜30 nm的非晶层, 远好于金刚石砂轮磨削硅片, 接近于CMP的加工水平, 实现了硅片的低损伤磨削加工。

在分析软磨料砂轮化学机械磨削(CMG)技术的基础上, 开发研制了主料分别为 Fe2O3和 MgO的杯型软磨料砂轮。利用开发的两种软磨料砂轮对 Ф150 mm的单晶硅光学表面进行纳米级精度的对比磨削加工, 优选出最佳磨削参数, 将 CMG的结果与金刚石砂轮磨削结果、化学机械抛光(CMP)结果进行对比研究, 并对加工后工件的表面与亚表面损伤进行检测分析。结果表明, MgO软磨料砂轮具有十分稳定的磨削性能, 能够获得较好的形状精度和表面亚表面质量, 采用三维表面轮廓仪和原子力显微镜测量 CMG后的工件表面分别得到 0.568 nm RMS和0.554 nm Rq的表面粗糙度, 达到了 CMP的加工效果, 角度抛光法显示 CMG后的工件亚表面损伤深度接近 0。