采用一维振荡激光对3 mm厚5A06铝合金锁底接头进行焊接, 分析振荡幅度、振荡频率、焊接速度以及离焦量对焊缝气孔率的影响。结果表明, 随着振荡幅度和离焦量的增大, 气孔率明显降低; 随着振荡频率的增大, 气孔率先降低后升高, 最佳振荡频率区间为150~250 Hz; 随着焊接速度增大, 气孔率先升高后降低; 气孔率与深宽比大致成指数式增长关系, 深宽比小于1.5时, 可将气孔率控制在5%以内。在此基础上, 得到优化工艺参数, 焊接产品模拟件, 焊缝气孔率满足相关标准Ⅰ级要求。

采用10 000 W光纤激光器开展磁场辅助激光摆动焊接10 mm厚6061-T6铝合金的工艺试验。利用超景深显微镜和扫描电子显微镜(SEM)分析焊缝截面的宏观形貌和微观组织形貌。观察到在磁场辅助激光摆动焊接的作用下，焊接接头的下塌、飞溅和凹坑等缺陷得到了明显抑制。进而通过高速摄像机对焊接过程中熔池和小孔的行为特征进行了直接观测，观察到磁场有稳定磁场流动的作用。然后进行了X射线探伤测试了焊缝的气孔率，200 mT磁场辅助激光摆动焊接的气孔率最小，能达到0.856%。最后进行了拉伸性能测试，磁场辅助激光摆动焊接的拉伸强度最高能达到318.85 MPa。

以3 mm厚6082-T6铝合金为母材进行激光-MIG复合焊接，研究激光功率与送丝速度对焊缝成形、微观组织及力学性能的影响，并对不同功率下的焊接接头进行气孔缺陷分析。结果表明，在激光功率为1 900 W、送丝速度为4 m/min时，焊缝成形最好，接头显微硬度从母材到焊缝中心呈现先减小后增大的趋势，热影响区处存在软化现象，接头抗拉强度可达313 MPa，延伸率达6.18%。焊缝中心组织为细小等轴晶粒，熔合区为垂直于熔合线生长的柱状晶。另外，随着激光功率的不断增大，接头气孔数量、尺寸及气孔率均随之增大。

铜渣还原尾渣与CaOAl2O3SiO2系微晶玻璃的化学组成相似，采用熔融法以铜渣还原尾渣为主要原料制备微晶玻璃可为铜渣的高效利用提供一种有效途径。通过DSC、XRD和SEMEDS等技术研究了不同添加剂（B2O3、CaF2、TiO2和Cr2O3）对微晶玻璃物相组成、抗折强度、体密度、吸水率和显气孔率等性能的影响。结果表明：无论添加哪种添加剂，微晶玻璃均能析出力学性能较好的钙长石和钙铝黄长石,且能使晶体析晶方式转化为整体析晶；添加B2O3可使微晶玻璃性能最优，其次是TiO2与CaF2。

碳化硅陶瓷分离膜具有高亲水性、耐化学腐蚀、抗膜污染等优异性能，在大宗废水、强腐蚀废水、高温废水等的高效处理中受到广泛的关注。然而，碳化硅是典型的强共价键化合物，碳化硅陶瓷膜制备过程具有烧结温度高、制备能耗大等问题。本文采用优选的低熔点化合物作为烧结助剂，经1 000 ℃烧结制备了高强度、孔径均匀的碳化硅陶瓷分离膜。研究了烧结助剂含量对碳化硅陶瓷膜微观结构、孔径分布、相组成及油水分离性能等的影响。研究表明，低熔点烧结助剂连接碳化硅颗粒形成陶瓷的骨架结构，随着烧结助剂含量从10%(质量分数)增加到30%，碳化硅陶瓷膜的孔隙率从42%降低到35%，同时平均孔径从3.5 μm降低到2.1 μm，成孔模式由碳化硅颗粒堆积过渡到烧结助剂成孔。纯水实验表明，烧结助剂含量为30%时，随着跨膜压差从0.2 bar增加到0.5 bar碳化硅陶瓷膜的分离通量从120 L/(m2·h)增加到306 L/(m2·h)；油水分离实验表明，当跨膜压力差为0.2 bar时碳化硅陶瓷膜的截留率和分离通量分别为93.3%和123 L/(m2·h)。

以α-Si3N4粉末为原料, Y2O3和MgAl2O4体系为烧结助剂, 采用无压烧结方式, 研究了烧结温度、保温时间、烧结助剂含量以及各组分配比对氮化硅致密化及力学性能的影响。结果表明: 以Y2O3和MgAl2O4为烧结助剂体系, 氮化硅陶瓷在烧结温度为1 600 ℃, 保温时间为4 h, 烧结助剂含量为12.5%(质量分数), Y2O3和MgAl2O4质量比为1∶1时, 综合性能最好; 氮化硅陶瓷显气孔率为0.21%, 相对密度为98.10%, 抗弯强度为598 MPa, 维氏硬度为15.55 GPa。

透明激光陶瓷以其特有的优越性能, 有望继单晶材料后成为新型高功率固体激光器的工作材料。制备高光学质量、高激光效率, 高输出功率的透明陶瓷是目前的研究重点和热点。烧结而成的多晶陶瓷存在一定量的晶界以及气孔缺陷。文章介绍了气孔率与陶瓷激光器性能的关系及控制陶瓷材料气孔率的最新研究进展。研究发现, 气孔率对激光陶瓷的散射系数、透过率、激光阈值、激光斜效率等性能影响较大。对陶瓷制备流程加以控制, 优化制备工艺可降低激光陶瓷材料气孔率, 进而提高激光陶瓷材料光学性能。

针对模具表面易磨损失效的问题，本文采用同步送粉激光熔覆技术在Cr12模具钢表面制备了一系列Fe50-TiC复合熔覆层，并利用扫描电镜（SEM）、显微硬度计、摩擦磨损试验机对熔覆层的微观组织、气孔率、显微硬度及耐磨性能进行分析，探索TiC含量对Fe50-TiC熔覆层的影响规律。研究结果表明：随着TiC含量的增加，复合熔覆层的显微硬度逐渐增大，耐磨性随之增强，但气孔率也呈增大的趋势，未熔TiC颗粒增多，基于颗粒形核生长的组织增多；当TiC的质量分数为35%时，熔覆层的气孔率有所下降，TiC以溶解形核生长的树枝晶为主，熔覆层的平均显微硬度（46.3 HRC）约为基体的2.4倍，磨损体积约为基体的13%。采用Fe50-35%TiC复合粉末制备的Fe50-TiC熔覆层具有较优的综合性能。

本文探索了光束摆动对TC4钛合金窄间隙激光填丝焊缝成形和气孔率的影响。研究结果表明,无摆动时,焊缝表面起伏不连续,横截面窄而深,增加光束摆动之后,表面成形连续均匀,横截面相对变得宽而浅。当采用垂直或圆形摆动方式,摆动幅度为1.5~2 mm,摆动频率在20~100 Hz之间时,获得了焊缝表面和横截面成形良好的焊接接头。当采用圆形摆动,摆幅为2 mm,摆动频率在100~200 Hz之间时,获得的焊缝无明显气孔。采用该工艺进行了20 mm厚TC4钛合金窄间隙激光填丝焊接,焊接接头呈银白色,焊缝均匀连续,接头拉伸性能测试表明,其最大抗拉强度达930 MPa,接头强度与母材等强,断裂方式为韧性断裂,拉伸试样断裂在母材。

针对高速列车侧墙A6N01S铝合金型材非熔透型焊接接头气孔倾向严重的问题, 以5A06铝合金为试验对象, 系统研究了摆动方式、摆动频率、摆动幅度等激光摆动参数对铝合金激光-MIG复合填丝焊焊缝气孔率的影响规律, 并通过激光摆动工艺有效地解决了高速列车侧墙铝合金型材的焊缝气孔问题。结果表明, 试验条件下, 与激光束不摆动相比, 采用光束圆形摆动, 垂直于焊缝摆动和“∞”形摆动均可以有效抑制焊缝气孔, 其中, 垂直于焊缝摆动抑制气孔效果最佳, “∞”形摆动抑制气孔效果最差; 不同的摆动方式存在不同的最优摆动频率区间, 圆形摆动的最优频率区间最宽, “∞”形摆动的最优频率区间最窄; 激光摆动后, 高速列车侧墙铝合金型材3 mm侧焊缝的气孔完全被抑制, 4 mm侧焊缝气孔率约为0.55%, 约下降63.2%。