高镍材料具有较好的电化学性能，但其存在着表面稳定性较差的问题，通过钛酸四丁酯在NCM811材料表面水解生成TiO₂，改善了高镍材料的表面稳定性。利用SEM和TEM对改性后的材料进行表面分析，结果表明，实验成功将TiO₂层均匀地包覆在高镍NCM811表面，并且发现，在表面包覆过程中，还发生了体相掺杂。利用表面包覆和体相掺杂的共同作用，在1C放电的条件下，循环200圈后，材料的容量保持率从81.40%提升至92.39%，改善了材料的电化学性能。

面向海洋、矿山等领域机械部件表面耐磨防蚀涂层制备需求，针对陶瓷颗粒强化涂层高耐磨性能与高耐腐蚀性能难以兼容的问题，搭建了超声辅助激光熔覆试验平台，制备了有无超声作用下的碳化钨(WC)颗粒强化涂层。研究了超声对复合涂层微观组织形貌、元素分布、WC表面合金层厚度的影响规律，并进一步开展了有无超声试样硬度、摩擦磨损与耐蚀性能测试。结果表明：超声振动能够细化晶粒，平均晶粒尺寸从101.0 μm降至59.6 μm，抑制偏析，促使WC表面合金层溶解与熔覆层元素的均匀分布；超声作用下，试样平均显微硬度由310 HV_0.1提升至425 HV_0.1，同时超声作用下WC颗粒周围硬度分布更加均匀；有无超声作用下试样失重量分别为6.5 mg和8.8 mg，试样磨损率分别为0.0323 mg/m和0.0438 mg/m，试样磨损率降低了26.2%；超声作用下试样腐蚀电流密度由5.20 μA/cm²降低为2.13 μA/cm²，同时电化学阻抗谱表明超声作用下试样表面具有更大的电容阻抗环、阻抗模量与相角值。

为提升光学镜头的成像质量，消除杂散光的影响，以K9玻璃为基底设计可见光波段平均反射率小于0.1%的减反射膜。采用电子束离子辅助沉积的制备方式，针对薄层敏感度高、光谱变化大等问题，通过建立稳定控制膜层厚度的数学模型来减小膜厚误差，提高制备精度和成膜稳定性。对减反射膜进行环测实验，优化调整工艺参数，侧重提高减反射膜的硬度和耐水煮能力。实验结果表明，最终制备出的减反射膜在420~680 nm波段内的平均反射率约为0.044%，最高反射率为0.071 2%，克服了以MgF₂为外层的减反射膜机械性能和化学稳定性较差的问题，满足工程应用低损耗、稳定可靠、高强度、可重复性制备的要求。

新一代高超声速飞行器热端部件服役温度不断提高, 对表面防护涂层的相稳定性和抗烧蚀性能提出了更高的要求。本工作针对传统过渡金属氧化物ZrO₂、HfO₂涂层开展高熵化设计, 采用高温固相反应结合超音速大气等离子喷涂制备(Hf_0.125Zr_0.125Sm_0.25Er_0.25Y_0.25)O_2-δ(M1R3O)、(Hf_0.2Zr_0.2Sm_0.2Er_0.2Y_0.2)O_2-δ(M2R3O)、(Hf_0.25Zr_0.25- Sm_0.167Er_0.167Y_0.167)O_2-δ(M3R3O)三种高熵氧化物涂层, 探究稀土组元含量对高熵氧化物涂层的相结构演变规律、相稳定性以及抗烧蚀性能的影响。M2R3O涂层和M3R3O涂层呈现优异的相稳定性和抗烧蚀性能, 涂层经热流密度为2.38~2.40 MW/m²的氧-乙炔焰烧蚀后仍保持物相结构稳定, 未发生固溶体分解或析出稀土组元。其中M2R3O涂层循环烧蚀180 s后的质量烧蚀率与线烧蚀率分别为0.01 mg/s和-1.16 μm/s, 相比M1R3O涂层(0.09 mg/s、-1.34 μm/s)以及M3R3O涂层(0.02 mg/s、-4.51 μm/s), 分别降低了88.9%、13.4%以及50.0%、74.3%, 表现出最优异的抗烧蚀性能。M2R3O涂层的抗烧蚀性能优异归因于其兼具较高的熔点(>2200 ℃)和较低的热导率((1.07±0.09) W/(m·K)), 使其有效防护内部的SiC过渡层以及C/C复合材料免受氧化损伤, 避免了界面SiO₂相形成所导致的界面开裂。

采用宽带隙有机材料PTB7‑Th： PC₇₁BM作为前电池，窄带隙有机材料PTB7‑Th： IEICO‑4F作为后电池，MoO₃/Au/ZnO薄膜作为中间连接层制备叠层电池。在本研究中，利用真空热蒸发和磁控溅射镀膜的方法制备了MoO₃/Au/ZnO薄膜，不仅具有高透光率，而且有很好的抗溶剂侵蚀性能。此外，为了进一步降低在旋涂后电池活性层时溶液对前电池的侵蚀，采用低沸点的氯仿作为后电池活性层材料的溶剂，并利用动态旋涂成膜的方法，减少溶剂挥发时间。最后获得了效率为9.35%的有机叠层太阳能电池，与单结有机太阳能电池相比，拥有更高的效率，开路电压高达1.4 V。研究表明：MoO₃/Au/ZnO薄膜在制备叠层太阳能电池中具有很大的优势。

耐高温陶瓷作为高熔点材料，具有优异的高温抗烧蚀性能，有可能满足未来抗激光防护的需求。为摸清ZrB₂陶瓷涂层抗激光防护性能，采用高功率固体激光器作为测试光源，搭建了激光烧蚀实验平台和激光耦合特性测量系统，重点对ZrB₂陶瓷涂层开展了激光烧蚀实验和涂层反射率测试。实验研究了不同激光参数条件下ZrB₂涂层抗激光烧蚀性能，以及掺杂相（SiC、MoSi₂）的影响。结果表明，相比于未掺杂ZrB₂涂层，掺杂后ZrB₂涂层抗激光烧蚀能力明显下降。分析认为掺杂相可提高ZrB₂涂层抗氧化性能，但不利于发挥氧化生成物ZrO₂的高反射和隔热作用，致使抗激光损伤阈值降低。激光损伤前后涂层反射率的测试结果，也证实了ZrO₂的高反射率是增强ZrB₂涂层抗激光损伤阈值的关键。同时，利用有限元软件建立了连续激光烧蚀下ZrB₂陶瓷涂层温度计算模型，并以基底发生熔化为判据，仿真得到了陶瓷涂层典型的抗激光烧蚀阈值参数。

全无机卤化铅铯钙钛矿纳米晶CsPbX₃（X=Cl，Br，I）因具有独特的光电特性，近年来在固体照明及显示、太阳能电池、阻变存储器等领域成为研究的热门之选。Mn²⁺是一种比Pb²⁺半径小的过渡金属离子，利用Mn²⁺掺杂CsPbCl₃钙钛矿纳米晶能够实现波长位于600 nm左右可见光区域的橘黄色发射，且能够部分替代钙钛矿纳米晶中的Pb²⁺，降低钙钛矿纳米晶的毒性。然而，Mn²⁺掺杂的卤化物钙钛矿纳米晶仍易受环境中水分子等的侵蚀而导致其荧光特性严重退化。本文采用一种利用四甲氧基硅烷（Tetramethoxysilane，TMOS）和聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl methacrylate，PMMA）对Mn²⁺掺杂CsPbCl₃钙钛矿纳米晶进行双壳层的包覆方法，并分析了双壳层包覆法对钙钛矿纳米晶稳定性提升的机理。此外，还对比了双壳层包覆的Mn²⁺掺杂CsPbCl₃钙钛矿纳米晶在甲苯和二氯甲烷（Dichloromethane，DCM）溶剂下的发光特性，它们呈现的橘黄色荧光发射强度并未明显下降，且荧光量子产率（Photoluminescence quantum yield，PLQY）能够保持在25%左右。并以此为基础制备了相应的荧光纳米晶粉末，将其运用于潜指纹辨识上，可长期有效地检测潜指纹信息。

电致变色材料应用于节能建筑、智能显示等领域, 是最具研究前景的智能材料之一。液相法制备WO₃电致变色薄膜可以构建复杂多元变色结构, 在光调制幅值、响应时间, 特别是大面积低成本制备方面显现出巨大的潜力。本研究旨在开发一种低成本、易于规模化的WO₃纳米晶液相镀膜工艺, 改善液相法常见的循环稳定性差和制备工艺复杂的问题。通过该方法制备了光调制幅度高、响应迅速和抗疲劳性能好的WO₃电致变色薄膜。本工作对退火工艺进行优化, 成功合成出低聚集度、高结晶性的WO₃纳米粉体。通过球磨分散制备WO₃纳米晶镀膜液, 探究球磨对WO₃纳米粒子的性能影响, 针对薄膜微结构和镀膜液结晶性对其电致变色性能进行工艺优化。获得了高光学调制幅度(82%), 短响应时间(t_c/t_b: 8 s/4.2 s), 高着色效率(81.5 cm²·C^-1)和高循环稳定性(>1000次)的WO₃电致变色薄膜。本工作通过改性WO₃纳米粉体结晶和分散性能, 全面提升了纳米晶液相镀膜技术制备的WO₃电致变色薄膜性能, 表明采用液相法制备WO₃电致变色薄膜在变色性能和循环稳定性上有望突破可实用水平。