基于数值仿真工具，对某型压力传感器芯体径向脉冲激光焊接过程进行3D建模及仿真分析。模型描述了焊接过程中脉冲激光形成的等效热源，316L不锈钢材料的传热和相变，热影响区形成的瞬态应力场，以及焊接后形成的残余应力。同时，根据多种激光焊接工艺参数组合形成的熔池深度实测数据完成等效热源模型的标定。结果显示：经过标定的等效热源模型熔深计算值与实测值偏差在8%以内；将焊缝残余应力分布计算值与X射线衍射法所得的实测值进行了对比分析，两者结果较为吻合，变化规律一致，偏差值小于15%。验证了激光焊接模型的精度能够满足工艺参数影响规律研究及参数优化的工程需要。

超窄间隙激光填丝焊(Ultra-narrow gap laser welding,Ultra-NGLW)是一种先进的厚贝氏体钢焊接技术。通过数值模拟和X射线衍射法,分析了超窄间隙激光填丝焊接头残余应力的分布和变化,结果表明:在不同厚度(20 ,50 ,70 mm)的超窄间隙激光填丝焊接头的表面,残余应力均呈“W”形分布。利用微型剪切试验,分析了显微组织对接头残余应力的影响:熔合线处形成的马氏体脆硬组织使接头形成了“软-硬-软”的夹心组织,导致接头的应力分布与一般的焊接接头不同,而多层填丝焊的特殊工艺导致接头中间层的应力增加。

棕榈藤(rattan)是热带森林中仅次于木材和竹材、 重要的非木材林产品, 具有很高的经济价值和开发前景。 由于目前对棕榈藤的细胞结构, 尤其是藤纤维的细胞壁结构知之甚少, 严重限制了对棕榈藤材的研究和加工利用。 因此, 为构建棕榈藤材纤维细胞壁结构模型、 探索棕榈藤强韧机理, 选择高地钩叶藤为研究对象, 采用X射线衍射法(XRD), 分别测量并计算藤纤维微纤丝角、 结晶度及微晶体尺寸等结晶参数; 其中微纤丝角计算选用0.4 T法。 微纤丝角测试时, 试样沿直径方向由一侧藤皮开始依次切取尺寸为L(长)×T(厚)×W(宽)=25 mm×0.5 mm×W的试件8片, 然后放置在温度为(20±2)℃、 相对湿度为65%±5%的调温调湿箱中平衡处理至少一周。 结晶度及微晶体尺寸测试时, 每个试样再分藤皮、 藤中和藤芯三个部分, 使用球磨机磨成粉末后放入烘箱中在(103±2)℃下烘至绝干。 研究结果表明: 高地钩叶藤微纤丝角在22.53°～49.47°间变异, 平均值为36.50°。 径向上藤皮处微纤丝角最小, 藤芯处微纤丝角最大, 说明藤皮强度比藤芯好; 轴向上微纤丝角为2 m处＞梢部＞中部＞基部, 微纤丝角与藤龄间规律性不强。 藤茎结晶度在21.40%～36.45%间变异, 平均值为29.99%。 径向上纤维素结晶度为藤皮＞藤中＞藤芯; 轴向向上随藤龄减小, 结晶度呈先升后降变化趋势, 且最大值在中部、 最小值在基部。 纤维素微晶体宽度在5.72～6.19 nm间变异, 平均值为6.03 nm。 藤皮处微晶体宽度最小, 藤芯最大; 藤茎平均微晶体宽度与藤中、 藤芯一样, 随着藤茎高度的升高呈先下降后至中部达最小值后又上升的变化趋势。 微晶体长度在13.07～19.34 nm间变异, 平均值为15.59 nm。 径向上微晶体长度为藤皮＞藤芯＞藤中; 微晶体长度轴向随着藤茎高度上升, 均呈“降—升—降”趋势, 总体上微晶体长度基部高于梢部, 呈下降趋势。 高地钩叶藤藤茎中段比基部和梢部材质好、 藤皮比藤芯质量高。

应用原位X射线衍射法对盐湖卤水体系的两个子体系——NaCl-H2O和NaCl-KCl-H2O溶液在低温条件下进行扫描, 获得了实验条件下体系的衍射图谱, 得到了溶液低温相变过程的信息。 图谱解析结果表明: 含NaCl 26.25%的溶液在-20~-25℃范围内析出了冰、 NaCl、 低水合氯化钠和二水氯化钠, 含NaCl 25.70%的溶液没有发生相变; 对于NaCl-KCl-H2O体系, 含NaCl 20.03%和KCl 10.19%的溶液在0~-25 ℃范围内析出了氯化钾和氯化钠, 含NaCl 22.40%和KCl 7.28%的溶液在-10~-25 ℃范围内只有氯化钾析出, 含NaCl 21.90%和KCl 6.46%的溶液没有发生相变。 实验结果显示: 这两个水盐体系低温相变过程析出盐的种类与相图结果有差异, 原因在于两者的状态不同; 体系中二水氯化钠的析出需要经过氯化钠与水的化合过程, 该过程是分步进行的; 实验体系在低温条件下发生相变受结晶因素控制, 温度只是其中一个因素, 体系相变发生与否是结晶因素综合影响的结果。

采用X射线衍射法（XRD）和环境扫描电镜（SEM）分析方法, 研究了不同煅烧温度下煤矸石细集料的活性, 针对活性最高的700　℃高温煅烧煤矸石细集料砂浆的水化产物、 微观结构和强度进行了探讨, 并分析了砂浆强度随养护龄期（3, 7, 14, 28, 60和90　d）增长的变化规律。 试验研究表明: 煤矸石细集料随着煅烧温度的升高, 其活性逐步增加, 当煅烧温度达到700　℃左右时, 煤矸石细集料的活性达到最高, 当煅烧温度继续升高时, 活性呈下降趋势。 经过700　℃高温煅烧的煤矸石细集料具有明显的火山灰活性, 其活性组分SiO2和Al2O3能与水泥水化产物发生一定程度的二次水化反应, 通过对不同养护龄期的活性最高的700　℃高温煅烧煤矸石细集料砂浆XRD和SEM分析可知, 随着养护龄期的增长, 二次水化反应将更加充分, 而且水化产物的数量也逐步增多, 与早龄期的水泥砂浆相比, 生成物相更为稳定的水化产物填充在砂浆的微观孔隙中, 能够进一步改善砂浆的微观结构, 增强砂浆的界面性能, 使砂浆内部结构更加均匀, 煅烧的煤矸石细集料和水泥砂浆更趋为一个坚固连续的整体, 水泥硬化砂浆的后期强度有较大增幅, 活性最高的700　℃高温煅烧煤矸石细集料火山灰效应明显。

为了研究激光冲击成形后残余应力对板料性能的影响，采用高功率Nd∶glass激光器对金属薄板激光冲击成形，使用X射线衍射法对激光冲击成形后的金属薄板的表面残余应力分布分析研究。薄板成形后的凹面分布存在较大的残余压应力，而凸面边缘存在较小的残余拉应力；残余应力随着激光能量的增加而增加，但当到达一定值时，凹面残余压应力达到最大值；在冲击凹面中心点处的残余应力值最大，周围处的残余应力以中心点为圆心向外呈非线性递减。在不同的凹模孔径下采用8mm光斑、30J激光能量单次冲击，发现存在一个凹模孔径阈值，小于阈值时，残余应力随着孔径的增大而增大；大于阈值时，随着孔径的增大而减小，阈值大小大约为20mm。结果表明，该研究对进一步研究残余应力的控制有重要作用，且对材料的抗疲劳性能、抗应力腐蚀、表面性能研究有很重要的理论和工程价值。

分别采用X射线衍射法、 偏振光显微镜法、 纹孔观察法和近红外光谱预测法对杉木木材的微纤丝角进行了测定, 结果表明： 对于同一株杉木, 纹孔观察法测得的微纤丝角平均值最大, X射线衍射法次之, 偏振光显微镜法最小, 三种方法得到的微纤丝角差异不显著； 对于不同年轮的微纤丝角, X射线衍射法测定值于第20年轮以后变得最大, 纹孔观察法测定值上下浮动最大, 偏振光显微镜法测定值相对最为集中, 越远离髓心三种方法的测定值曲线吻合得越好, 同一年轮微纤丝角采用不同方法测定时差异不显著； 对于同一年轮的微纤丝角, 偏振光显微镜法得到的最大值与最小值相差不大于4°, 而纹孔观察法相差达到21.53°, 其标准偏差也达到4.75。 近红外光谱预测法和X射线衍射法均属于无损检测法, 它们两个联立建立的模型精度高, 预测性和重现性好、 便于实现在线分析, 其校正模型和验证模型的相关系数R2分别达到了0.81和0.75, 校正标准误差和预测标准误差分别为1.79和2.02。 另外, 其他三种方法均可以与近红外光谱技术联用来预测该木材的微纤丝角, 显示了近红外光谱技术无与伦比的优越性。 同时, 文章分析了这四种方法的优缺点, 探讨了产生这种结果的原因, 以便为广大研究者提供参考。

采用Fe-Ferron逐时络合比色法研究了聚铁絮凝剂中不同pH值的Fe(a),Fe(b),Fe(c)的稳定性。结果表明,Fe(b)不稳定,10-15 d后全部转化为Fe(c),Fe(c)的含量经10-15 d后趋于稳定,Fe(a)的含量10 d后也趋于稳定。采用常温长时间结晶法从Fe(Ⅲ)-SO2-4水溶液中制备出了单晶,并用红外光谱法及单晶X射线衍射法研究了所得单晶的结构。研究显示,从低pH值(pH 0.5左右)的Fe(Ⅲ)溶液中所得单晶中没有Fe—OH—Fe基团、Fe—OH基团、Fe的二聚羟基络合基团,仅为Fe(Ⅲ)离子形态的单晶,以氨水为碱化剂时其单晶化学式为Fe(H2O)6 (SO4)2NH4·6H2O。采用常温长时间结晶法,随水分的不断蒸发,不同初始pH值及不同碱化剂的Fe(Ⅲ)溶液一般都在pH 0.5左右结晶,还由于铁盐水解形态不稳定等原因引起。在低pH值下难以得到Fe(Ⅲ)的羟基络合物或聚合体单晶。实验研究显示,在絮凝剂水解形态研究中,红外光谱法、单晶X射线衍射法均有良好的应用前景。

用扫描电镜(SEM)观察了化学沉积Ni-P合金薄膜/单晶硅基体的结构与颗粒度,利用X射线衍射(XRD)技术测试了其化学沉积后的残余应力,测量了激光热处理后残余应力的变化规律,分析了残余应力对磨损性能及界面结合强度的影响。实验结果表明,化学沉积Ni-P合金薄膜/硅基体的残余应力均表现为拉应力,经过激光热处理后残余应力发生了变化,由高值的拉应力变为低值的拉应力或压应力；薄膜残余应力对其磨损性能有明显的影响,其磨损量随着残余应力的减小而减小；薄膜与基体结合强度随着残余应力的增大而减小,合理地选择激光热处理参数可以精确地控制薄膜残余应力,提高其结合强度。