基于南海北部海域开展的走航观测，测量了颗粒直径为14~680 nm的气溶胶数浓度，分析了气溶胶数浓度时空分布、粒径分布特征。以核模态、Aitken核模态和积聚模态为基础，统计了气溶胶粒径谱谱型并对其分布模式进行了对数正态拟合。同时，讨论了航程中遭遇的一次冷锋过程对气溶胶数浓度、粒径和组分分布的影响。结果表明：沿海海域气溶胶总数浓度超过6800 cm^-3，远海海域气溶胶总数浓度约为1700 cm^-3；海洋气溶胶中位数粒径谱符合对数正态分布，近海气溶胶多为双峰型，峰值数浓度在200 cm^-3左右，而远海气溶胶多为单峰型，峰值数浓度在60~100 cm^-3之间；冷锋过程前的气溶胶样品属于海源气溶胶，呈现海洋本底气溶胶特征，而冷锋过程后的气溶胶样品为受台湾岛污染影响的陆源气溶胶。

针对超精密运动台的二维亚微米级精度同步测量需求，提出并建立了平面反射式二维光栅测量系统，研究了平面反射式二维光栅的平面位移同步测量方法，分析了平面反射式二维光栅测量系统的误差传递模型。通过Vold-Kalman滤波算法，对光栅信号中存在的高次谐波误差、幅值/相位误差进行实时修正和滤除。采用反正切细分算法和周期测量法对光栅正交脉冲的频率进行测量，实现对被测目标的高分辨率测量和实时运动速度测量。同时，构建了亚微米级测量精度的平面反射式二维光栅测量系统，测量范围为500 mm×500 mm，x、y方向的定位精度为±0.3 μm，测量分辨率为0.005 μm。

采用建筑陶瓷板的制备工艺，将亚微米氧化铝粉体加入到陶瓷板材坯料中，研究了其对陶瓷板材外观、烧结性能和力学性能的影响。结果表明：在常规的生产条件下，亚微米氧化铝粉体主要以α-Al2O3颗粒的形式均匀分布在坯体中，具有较强的增白效果。当氧化铝粉体加入量在15%(质量分数)以内时，陶瓷板材样品的吸水率低于0.1%，烧结致密化程度较高，抗弯强度随加入量增加而提高。当加入量继续增加，吸水率增大，抗弯强度下降。氧化铝粉体加入量为15%（质量分数）时，样品的抗弯强度达到最高值96 MPa，比未外加氧化铝的样品提高了30%。在白度较低的低品质原料中，通过加入亚微米氧化铝粉体可大幅度提高产品的白度和强度，既可减少优质资源的消耗，又能较好地满足陶瓷板材对装饰效果和力学性能的要求。

对于制冷机振动幅度的测量,基于夫琅和费衍射原理研制一套振动测量装置。该装置利用样品振动与干涉条纹移动量的相关性并通过视觉成像来采集干涉条纹的移动规律,从而得到被测物体的振动信息。实验中发现在测量被测物体振动信息的过程中存在影响因素,为此对影响测量结果的因素进行分析并采用PZT(Piezoelectric Transducer)对该装置的测量准确性进行验证。结果表明,所提方法能够高精度测量得到待测样品的微小位移,测量精度可达10 nm。利用该装置可以得到采取减振措施后制冷机的振动特性,为后续优化制冷机的振动水平提供技术支撑。

提出了一种在玻璃表面制备嵌入式亚微米金属线的方法。首先利用飞秒激光直写技术在玻璃表面烧蚀出亚微米线宽的凹槽,然后采用连续流化学镀工艺在样品表面沉积金属薄膜,再经过热处理和机械抛光,可实现玻璃表面嵌入式亚微米线宽金属结构的可控制备。将飞秒激光烧蚀的阈值效应与连续流化学镀相结合,可制备出最小线宽约为0.66 μm的金属银线。四探针法测试结果表明,制备的亚微米金属银线具有良好的导电性,其电阻率约为体积银电阻率的1.2倍。

鉴于彩色共聚焦测量技术无需做轴向扫描即可获得高度信息,且轴向分辨率能达到亚微米级、甚至纳米级,基于彩色相机的彩色共聚焦测量方法,提出一种颜色转换算法,并通过仿真对该算法进行优化,建立轴向高度与颜色的对应关系。经过实验分析,该颜色转换算法能够在轴向高度与颜色之间建立良好的线性关系,线性判断系数R2达到了0.9979;同时,对100 μm高度的台阶进行测量,测量精度达到了亚微米级;最后,对硬币表面进行测量和分析,修正了一系列误差后,较好地还原了硬币表面的三维形貌轮廓。

基于激光离子源的飞行时间质谱法作为一门新兴的成像方法, 已经被广泛应用于材料、 地质、 环境、 药物和生命科学领域中。 但受限于光学衍射极限、 聚焦透镜的焦距和数值孔径等因素, 使其难以实现亚微米尺寸的高空间分辨率成像。 近场技术的引入成功地解决了光学衍射极限的限制, 将近场技术与激光电离技术相结合, 可以实现对固体样品表面纳米级弹坑的剥蚀。 此外, 传统的质谱成像技术常常假设样品表面是平整的, 忽略其表面形貌的高低起伏, 但这往往会导致信号强度不稳定和成像假象。 为此, 不仅需要获得样品中的化学组成与空间分布, 还需同时获得样品表面的形貌信息, 才能实现多功能的原位表征。 在自行研制的激光解吸/电离飞行时间质谱的基础上, 采用近场纳米有孔针尖离子源代替传统的远场激光聚焦, 以532 nm波长激光为第一束解析激光, 355 nm波长激光为后电离激光, 音叉式原子力显微镜控制系统针尖与样品之间的距离维持在近场范围内, 对酞菁铜镀层样品表面进行了弹坑剥蚀实验, 获得了直径为550～850 nm的弹坑点阵; 并对7.5 μm×7.5 μm的标准酞菁铜网格样品进行了铜离子亚微米级的高分辨率成像; 此外, 纳米有孔针尖离子源作为原子力显微镜的一种变体, 还可同时获得成像区域的表面形貌信息, 这一结合优势大大拓展了质谱技术在微纳尺度下的原位表征能力。

通过激光熔覆在304不锈钢表面制备了Stellite 12涂层,研究了添加不同质量分数的Ti/B₄C对Stellite 12涂层组织及性能的影响,分析了涂层组织的生长,测试了涂层的显微硬度及耐磨性能。研究结果表明,Stellite 12涂层主要由面心立方的γ-Co与Cr₇C₃相组成。随着Ti/B₄C的添加,涂层原位合成了TiC亚微米颗粒相。残存的B₄C作为异质形核点,形成了亚微米结构TiC/B₄C强化相,且颗粒尺寸逐渐减小。TiC/B₄C颗粒对涂层晶粒有细化作用。涂层显微硬度随着添加Ti/B₄C的质量分数的增加逐渐增大,最高为624 HV。涂层耐磨性能随添加的Ti/B₄C质量分数的增加逐渐增强。