原位实时观测镁合金氧化反应及生长过程, 揭示其氧化过程与控制机理是目前镁表面处理领域的主流和热点。本文将纯镁薄膜样品在加热炉中400 ℃下保温10 h, 采用聚焦电子束技术在透射电子显微镜(TEM)中制备了带边的镁纳米孔, 并借助原位高分辨透射电子显微学技术, 对镁纳米孔边缘表面晶格在微氧条件下缓慢氧化及生长动态进行了原位观测及机制研究。结果表明: 通过原子吸附过程, Mg原子扩散到氧化物亚表层实现氧化, 通过MgO的外延式层层生长实现氧化物生长, 属于典型的各向异性生长, 表现出由{200}晶面包围的带边形貌特点。对晶格缺陷在氧化生长过程中作用的研究发现: 空位、位错带等缺陷促进氧化过程的进行; 孪晶的大角晶界可抑制晶界的旋转或者迁移, 有利于提高镁合金的耐腐蚀性。

采用水热法制备了孪晶Mn0.5Cd0.5S (T-MCS)固溶体, 随后借助原位水热法获得Zn0.76Co0.24S/T-MCS纳米异质结光催化剂。结果表明: Mn0.5Cd0.5S固溶体是六方纤锌矿Mn0.5Cd0.5S (WZ-MCS)及立方闪锌矿Mn0.5Cd0.5S (ZB-MCS)交替形成的孪晶同质结; 引入Zn0.76Co0.24S可增强体系光响应能力, 提高表面载流子数量, 其中3% Zn0.76Co0.24S/T-MCS异质结在Na2S/Na2SO3混合溶液中的产氢速率可达132.9 mmol/(g·h) (300 W氙灯, λ>420 nm), 分别是Zn0.76Co0.24S和T-MCS的332.2倍和1.9倍。能带结构分析发现, WZ-MCS和ZB-MCS形成的II型同质结可实现T-MCS体相载流子的快速分离, T-MCS与Zn0.76Co0.24S之间形成的S-scheme异质结不仅促进了二者界面电荷迁移, 而且保留了T-MCS价带空穴与Zn0.76Co0.24S导带电子强的氧化还原能力, 本工作构建的同质异质结可有效提高体系的产氢动力学。

研究简化热处理制度对点式锻压激光沉积（PF-LF）GH4169合金显微组织和力学性能的影响。将时效时间由原来的18 h减少为3 h，不仅大大节省了试验时间，而且在提升材料性能方面也起到了重要作用。结果表明，在1 010 ℃固溶时效后，合金中的Laves相出现大部分熔解，合金发生再结晶现象，再结晶晶粒细小且分布均匀，平均晶粒尺寸为6.8 μm左右，实现了超细晶组织，合金的强度和塑性也远超锻件标准。1 050 ℃固溶时效时，再结晶完成，晶粒尺寸略有长大，约为15 μm，Laves相基本完全固溶消失，与1 010 ℃热处理相比，合金的强度有所下降而塑性有所改善，均超过锻件标准。在1 010 ℃和1 050 ℃进行双固溶时效时发现，合金中出现了大量的退火孪晶组织，退火孪晶的产生对合金的强度和塑性均产生了影响，虽然合金的性能均超过锻件标准，但略低于单固溶时效状态下的合金性能。

为了研究深冷激光喷丸(CLP)对TC6钛合金阻尼特性及振动疲劳寿命的影响,分别在室温(25 ℃)和深冷温度(-130 ℃)条件下进行激光喷丸实验,然后采用透射电子显微镜(TEM)对激光喷丸处理前后试样的微观组织进行观察,采用频率响应法对试样的阻尼比进行测试,并采用液压振动疲劳测试系统对强化后的试样进行振动疲劳测试,分析CLP处理对试样阻尼特性的影响机制及其与疲劳寿命的关系,最后采用扫描电子显微镜(SEM)对试样的振动疲劳断口进行观察。结果表明:CLP处理在试样表层产生了大量的位错和形变孪晶,可以有效提高TC6钛合金试样的阻尼比及振动疲劳寿命。

碲锌镉晶体（CdZnTe）是一种性能优异的红外焦平面探测器衬底材料，其质量的优劣将直接影响外延层的结构与性能，而晶体中的微观缺陷常常是影响衬底材料质量的主要因素之一。本文采用红外透射显微镜、金相显微镜、X 射线形貌仪、扫描电镜、白光干涉仪等仪器系统地检测和研究了碲锌镉晶体中存在的微观缺陷。研究发现碲锌镉晶体样品中主要存在层错、孪晶界和包裹物等微观缺陷，结合晶体缺陷理论详细地分析了碲锌镉晶体中微观缺陷的形成机制。

为研究激光喷丸强化对316L不锈钢拉伸性能的影响，采用不同激光功率密度对316L不锈钢试样进行表面强化处理，研究了激光喷丸强化处理后试样的表面显微组织以及室温拉伸性能的变化。研究结果表明，激光喷丸强化后试样的表面晶粒尺寸得到细化，最大细化率达到56.18%，同时激光喷丸试样表面还发现大量的滑移线以及形变孪晶，但并无形变马氏体相产生。同时室温拉伸实验结果表明，激光喷丸强化后试样的抗拉强度与延伸率均得到一定提高，功率密度为10 GW/cm2时，延伸率提高了12.27%，可见激光喷丸提高了316L不锈钢的韧性。

采用固溶+激光冲击强化(LSP)+时效方法，研究了AZ80镁合金轧板和铸态组织参数(形变孪晶和析出相)和残余应力演变，以及时效处理对其影响。结果表明，固溶+LSP处理后轧板强化层内形成高密度孪晶的形变带，铸态合金高密度形变孪晶产生于晶界附近，均产生于应力集中和高能区域，产生一次或多次孪晶，呈平行或交叉孪晶。时效后连续析出大量的颗粒状β相，其优先于形变带内、孪晶界面或片状孪晶内析出，与晶粒尺寸相关。时效后轧板和铸态冲击表面残余压应力分别为由-100.8 MPa 和-68.9 MPa 转变为-67.8 MPa 和-35.9 MPa，即应力松弛为32.7%和48.7%。LSP 次表层硬化效果明显，其时效强化效果较弱。残余压应力及其热稳定性是影响高密度形变孪晶的形成主要因素之一。

为了确定添加氦气对微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石膜的影响, 采用发射光谱法(OES)在线诊断了CH4-H2-He等离子体的发射光谱特性, 研究了He对等离子体内基团空间分布的影响; 并利用扫描电子显微镜(SEM)和拉曼(Raman)光谱对不同He体积分数下沉积出的金刚石膜进行了表征。 结果表明: 随着He体积分数的增加, 等离子体内Hα, Hβ, Hγ, CH和C2基团的谱线强度均呈上升趋势, 其中Hα基团的谱线强度增加最大。 光谱空间诊断发现He的加入导致等离子体中各基团的空间分布均匀性变差, 造成沉积出的金刚石膜厚度极不均匀。 沉积速率测试表明, He的加入导致碳源基团相对浓度增加, 有利于提高薄膜的沉积速率, 当He体积分数由0 vol.%增加至4.7 vol.%时, 沉积速率提高了24%。 SEM测试结果表明, 随着He体积分数的增加, 金刚石膜表面形貌由(111)晶面取向向晶面取向混杂转变, 孪晶生长明显。 高He(4.7 vol.%)体积分数下由于C2基团的相对浓度较高, 导致二次形核密度增加。 此外, 由于基片台受到等离子体的刻蚀和溅射作用, 导致薄膜沉积过程中引入了金属杂质原子。 二次形核和杂质原子的存在使得孪晶大量的产生, 薄膜呈现出压应力。

理论上建立了平顶光束在单晶和孪晶中传播的物理模型,并给出了 平顶光束在各向异性介质中传播时的 倍频耦合波方程,进而对其进行数值求解;最后对求解所得到的谐波能流分布、总输出能量和入射光角 谱进行了分析讨论,并从束腰大小、晶体结构对倍频的影响等方面给出了合理解释。研究结果表明:当 束腰相同时,孪晶倍频能流强度要高于单晶;同一种晶体,窄束腰对应倍频强度更高,然而窄束腰光束 在单晶中传播时容易发生光束分裂,但孪晶可以改善这种光束分裂情况。