研究了烧结温度对海藻酸钠离子凝胶法制备3-1型多孔PZT压电陶瓷和凝胶注模法制备3-3型多孔PZT压电陶瓷性能的影响。结果表明: 当烧结温度从1 150 ℃升至1 250 ℃, 多孔PZT陶瓷的孔隙率降低, 晶粒尺寸、介电常数、压电系数、厚度机电耦合系数和抗压强度增大, 静水压压电系数与静水压品质因数随之降低。3-1型PZT陶瓷具有定向直通孔结构, 且在成型过程中引入Ca2+。因此, 在相同的烧结温度下, 3-1型PZT陶瓷的介电常数和抗压强度高于3-3型PZT陶瓷, 可靠性和稳定性更强, 压电系数和静水压品质因数则低于3-3型PZT陶瓷, 灵敏度下降。3-1型PZT陶瓷的静水压品质因数最高可达到4 755×10-15 Pa-1, 适用于高灵敏度压电水听器。

为了提高TC4合金部件表面的耐磨耐腐蚀性, 采用数字化分析测试、金相显微形貌分析等方法, 研究分析了TC4钛合金表面激光熔覆制备Fe35A涂层的显微组织和综合性能。结果表明, 在激光功率为2.3kW、扫描速率为9mm/s、送粉速率为10g/min的最佳经验工艺参数下, TC4表层制备Fe基合金沉积层的宏观形貌最佳, 金相组织较好, 晶粒细化且均匀分布, 基体与沉积层熔合度高; 沉积层表面洛氏硬度高达40.2HRC, 显微硬度平均高达645.5HV, 沉积层整体力学性能明显高于基体组织。该研究为TC4钛合金表面的高质量修复和再利用提供了实践参考。

采用激光熔覆技术对Ti-C-Nb和Ti-C-Nb-石墨烯两种体系粉末进行熔覆试验。利用X射线衍射（XRD）和背散射电子（BSE）成像等手段分析涂层的显微组织，测试显微硬度，并分析强化机理。涂层微观组织和物相分析表明，涂层与基体呈冶金结合，涂层组织由γ-Ni、Cr₂₃C₆、TiC和（Ti，Nb）C颗粒相组成，涂层内部的硬质陶瓷相呈明显的梯度分布，表层较多。TiC和（Ti，Nb）C颗粒相弥散分布在γ-Ni的晶界和晶内。石墨烯的加入能显著细化晶粒，使颗粒相均匀分布，同时还可以显著提高涂层的显微硬度。

本文以Al(OH)3、煅烧Al2O3和纳米Al2O3为铝源, 在KCl和LiCl的混合熔盐介质中, 800~1 200 ℃温度范围内保温3 h合成超细ZnAl2O4粉体。采用XRD、SEM、激光粒度仪和比表面分析仪等重点分析了铝源种类对ZnAl2O4粉体合成温度、产物物相组成以及显微形貌的影响。在此基础上探讨了反应温度、熔盐与原料的质量比(Ws/Wr)对粉体合成的影响。结果表明: 铝源种类显著影响ZnAl2O4的开始形成温度和粉体性能, 相比于煅烧Al2O3, 以Al(OH)3和纳米Al2O3为铝源生成ZnAl2O4的速率较快, 在900 ℃时即可合成出单相ZnAl2O4。以煅烧Al2O3粉为铝源, 当Ws/Wr为3∶1时, 在1 000 ℃合成ZnAl2O4粉体的分散性最佳, 而温度过高易造成粉体团聚长大。适当的Ws/Wr有利于ZnAl2O4的生成, 当Ws/Wr为4∶1时合成的ZnAl2O4粒径最小。ZnAl2O4粉体均在一定程度保持着初始铝源的尺寸和形貌, 表明熔盐法合成ZnAl2O4的机理主要遵循着“模板合成机理”。

研究了Al4O4C材料在高温氮气条件下的物相转化、结构演变与反应机理。结果表明：Al4O4C在高于700 ℃氮气气氛条件下开始发生反应，其氮化反应是由表面反应和内部扩散传质反应的若干个循环过程组成的。在反应初始阶段，Al4O4C材料表面发生氮化反应并形成AlN、Al2O3、C复合反应层，阻碍氮气的扩散。随着热处理温度的升高，氮化反应速率加快，大量AlN形成伴随的体积膨胀效应造成Al4O4C表面反应层破裂，AlN和Al2O3交错生长的疏松多孔表面结构作为气相扩散通道，促进氮气扩散与反应。当氮化温度为1 600 ℃时，中间产物Al2O3、C和N2进一步发生碳热还原氮化反应，并伴随大量气相生成，AlN颗粒发育更为完全，晶粒形貌更完整。

本文以Inconel 718合金(国内牌号: GH4169)为原材料粉末, 运用SLM技术, 在激光工艺参数均相同的情况下, 采用四种不同扫描策略成形多结构特征样件。在光学显微镜及扫描电镜下观察各表面显微形貌, 对不同扫描策略下成形样件进行表面质量分析, 并对成形件上表面和侧表面成形质量影响机制对比分析。结果表明, 蛇形扫描方式成形件上表面质量最好, 各扫描方式成形件上表面质量均优于侧表面, 表面粘粉是影响侧表面粗糙度的主要因素。

在氩气的保护下，用具有振镜扫描系统的500 W光纤激光器辐照预置在单晶硅基体上的纳米石墨颗粒。探究了不同激光能量密度下，受激光辐照后的转变产物显微形貌和晶体结构。用透射电镜(TEM)、拉曼光谱、X射线衍射(XRD)分析了所获产物的显微形貌和晶体度。当激光能量密度达到3.33 kJ/cm2时，转变产物的尺寸与原始颗粒尺寸相比有所增大；当激光能量密度达到4.17 kJ/cm2时，可以在样品颗粒表面观察到线状形貌；而当激光能量密度达到8.33 kJ/cm2时，产物由原始的多晶结构转变成了块状的晶体结构。实验结果表明:激光能量密度对单晶硅基体上纳米石墨颗粒显微形貌和晶体结构的转变有很大的影响。

研究了可作为塑料光纤与石英光纤连接器件的锥形塑料光纤过渡器的制作方法及性能测试。采用重力垂直熔融拉锥法制作锥形塑料光纤过渡器,并研究其在实验室条件下的最佳工艺参数。重复实验发现,当加热电压为6.0 V,加热区中心温度在214 ℃附近,拉伸力为1.40 g左右时,塑料光纤的拉伸过程容易控制,拉伸后的塑料光纤表面具有良好的光学质量。测试显示锥形塑料光纤的透射率随着锥度的增大而减小,表面显微形貌良好,出射模式数明显减少,出射模模场强度集中在低阶模部分,可见光透射谱在400～500 nm的损耗加大。对测试结果的分析表明,采用重力垂直熔融拉锥法可以制备性能优良的锥形塑料光纤过渡器,实验得到的最佳工艺参数可为POF连接器、耦合器的实际生产提供参考。

熔锥型光纤器件的光学性能由熔锥区的微观结构和形貌决定，而微观结构和形貌又由工艺条件决定。为了分析工艺条件对微观结构与形貌的影响机理及规律，以不同拉锥速度制作的耦合器为测试样，用显微红外光谱仪测试了其熔区和锥区的波数，用扫描电子显微镜观察了其相应点的表面形貌。经多次实验发现：在1100 cm-1和810 cm-1左右有两个明显的特征峰；1100 cm-1特征峰在锥区的波数最高，熔区次之，裸光纤最小；且随着拉锥速度的增大，1100 cm-1特征峰移向高波数。在光纤耦合器的锥区，存在微裂纹，随着拉锥速度增大，微裂纹越明显；在光纤耦合器的熔区，光纤表面析出了微小晶粒，且拉锥速度越小，晶粒越粗大。只有在适当的拉锥速度下(这里为150 μｍ/s)，熔区和锥区的结构与裸光纤的微观结构接近，且缺陷最少，才能获得较高质量的光纤耦合器。