为了降低超高性能混凝土(UHPC)的黏度，提高其工作性能，借鉴表面化学的研究成果，选用具有亲水性官能团的氨基硅烷(KH550)作为UHPC混合料的辅助外加剂，在UHPC混合料组分或配合比不变条件下，研究了水解硅烷配合比和水解硅烷的掺量对UHPC力学性能和流变性能的影响，揭示了UHPC力学与流变性能的硅烷改性机制。结果表明：KH550适合在无水乙醇和去离子水(或自来水)的混合溶剂中水解，水解最佳的配合比(质量比)为m1 (KH550)∶m2 (去离子水或自来水)∶m3(无水乙醇)=1.0∶3.0∶(2.5～5.0)，水解工艺为：三者混合后，用玻璃棒搅拌3 min，水解2 h以上；UHPC中的最佳硅烷掺量(按与UHPC中硅灰的质量比计)为1%；可以采用Bingham模型描述水解硅烷改性的UHPC的流变行为；基于水解硅烷改性的新拌UHPC流变性能大幅提升，但对力学性能的影响可忽略不计。

为研究铜渣尾矿作为填料对沥青混合料性能的影响, 分析了铜渣尾矿的物理化学性质, 通过马歇尔稳定度试验确定沥青混合料的最佳配合比, 开展车辙试验、劈裂试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验来评价沥青混合料的路用性能, 对铜渣尾矿沥青路面进行检测, 并通过微观形貌分析铜渣尾矿与沥青的黏附特征。结果表明: AC-25C、AC-20C、AC-16C、AC-13C沥青混合料中铜渣尾矿掺量分别为4%、3%、3%、2%(质量分数), 其对应沥青用量为38%、4.2%、4.5%、4.6%(质量分数)时, 沥青混合料性能最佳。与石灰石沥青混合料相比, 铜渣尾矿沥青混合料的高温稳定性、抗裂性、水稳定性得到明显的提升。铜渣尾矿沥青路面性能良好, 其渗水系数为62 mL/min, 摩擦系数为90, 压实度为964%, 均符合规范标准, 铜渣尾矿与沥青形成的沥青胶浆具有良好的黏结性能。

研究了两维相干阵激光光束主瓣的远场特性。建立了正方形和正六边形子光源排列的相干阵激光传输的数学物理模型, 通过数值模拟与分析得出: 采用高斯函数来描述相干阵激光光束的远场中心主瓣光强分布误差很小, 可按照单孔径激光器的基模高斯光束传输规律来描述相干阵激光光束的传输规律。在此基础上, 计算了远场中心主瓣能量占比, 计算结果表明, 远场中心主瓣能量占比几乎不受子光源数目的影响; 而随着占空比的增加, 中心主瓣能量占比逐渐增大。当相干阵激光的孔径完全装填时, 正方形排列的激光光束中心主瓣的最高能量占比为79.1%; 而正六边形排列的能量占比值为83.2%。

为促进钢铁企业废渣的无害化处理与资源化利用, 将钢渣制成微粉替代石英粉制备生态型超高性能混凝土(UHPC)是其再利用的有效途径之一。针对配制钢渣微粉UHPC的原材料因素影响问题, 采用正交试验法对不同配合比下钢渣微粉UHPC的抗压、抗折、劈裂抗拉等强度指标及弹性模量进行测试, 以分析硅灰、钢渣微粉、河砂和钢纤维四种原材料掺量对其各项性能指标的影响效果。结果表明: 钢纤维体积掺量对钢渣微粉UHPC的各项力学性能影响最为显著, 河砂、钢渣微粉掺量影响程度较大, 硅灰掺量影响程度较小; 立方体抗压强度、抗折强度、静力受压弹性模量指标下的显著性影响顺序为钢纤维>河砂>钢渣微粉>硅灰, 轴心抗压强度、劈裂抗拉强度指标下的显著性影响顺序为钢纤维>钢渣微粉>河砂>硅灰; 经正交试验得出最佳配合比方案, 按该方案制备的钢渣微粉UHPC具有良好的工作性能与力学性能。

在一定的原材料和生产工艺下, 配合比决定了产品的性能。新拌混凝土配合比的快速分析对提前控制混凝土的最终质量有重大意义。本文归纳了国内外对新拌混凝土中粗细集料、胶凝材料、水等关键材料用量的测定方法的原理及方法概要, 分析了国标中配合比分析试验存在的问题, 提出应采用微波法测定单位用水量, 再用4.75和0.08 mm筛筛分出粗细集料后参考Dunagan法测定集料单位用量, 然后用减量法计算出胶凝材料总量, 并将选择性溶解法优化为溶解减量法以测定掺合料用量。此方法符合准确和快速的原则, 可适用于搅拌站和施工现场的新拌混凝土配合比快速分析。

激光熔丝沉积技术是一种输送丝材并以激光为热源的定向能量沉积技术。为了探讨同轴熔丝过程的机理与效应，采用自主研发的激光内同轴送丝熔化沉积技术来分析研究基板受辐照比值对于熔丝过程稳定性的影响；借助高速相机拍摄并分析熔丝沉积过渡阶段机理；通过数学模型计算与实验验证的方式研究了熔丝沉积动态过程与工艺参数之间的关系。结果表明：较小的基板受辐照比值会引起“液滴”过渡熔丝行为，即处于稳定与不稳定的临界状态；而基板受辐照比值较大时会引起“液桥”过渡熔丝行为，即处于一个相对稳定的状态。本研究对激光熔丝沉积的动力学稳态性分析具有一定的指导意义。

锑化铟是中波红外探测应用较广的材料。抛光片的表面粗糙度是影响器件性能的关键指标。研究了锑化铟化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)液的pH值、氧化剂比例以及抛光液流速对锑化铟抛光片表面粗糙度的影响，并结合原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)和表面轮廓仪测试对抛光片的表面粗糙度进行了表征和优化。结果表明，当pH值为8、氧化剂比例为0.75%、抛光液流速为200 L/min时，InSb晶片的表面粗糙度为1.05 nm(AFM)，同时晶片的抛光宏观质量较好。

制备以钢纤维(SF)、塑钢纤维(MPPF)为骨料的高性能道面混杂纤维再生混凝土(HFRAC), 研究改善再生混凝土(RAC)强度及耐磨性能, 采用响应面法(RSM)中Box-Behnken试验设计方法, 以SF体积掺量、MPPF体积掺量和砂率为因素, 以HFRAC抗折强度、抗压强度和磨损量为评价指标, 建立各评价指标的预测模型, 分析各因素对评价指标的影响, 并构建基于NSGA-Ⅱ耦合熵权TOPSIS法的HFRAC配合比优选模型, 确定综合性能最优时的配合比方案。结果表明: 在试验范围内各评价指标的响应面模型拟合效果良好, 预测精度高; 各评价指标不仅受单因素影响, 而且受因素间交互作用影响, SF体积掺量与MPPF体积掺量交互作用对抗折强度、抗压强度影响极显著, 对磨损量影响显著, MPPF体积掺量与砂率交互作用对抗折强度影响显著; 当SF体积掺量为1.39%、MPPF体积掺量为0.97%、砂率为36.10%时, HFRAC综合性能最优。该方法能够实现HFRAC性能的综合改善, 可为HFRAC在道路工程中的推广应用提供一定理论依据和技术支撑。