本文设计和制备了以透辉石为主晶相的R2O-RO-Al2O3-B2O3-SiO2系封接微晶玻璃，用于固体氧化物燃料电池(SOFC)的封接，研究了Na2O含量(0%～10%，摩尔分数)对封接玻璃热膨胀系数(CTE)、析晶与烧结润湿特性的影响，表征了封接件在高温长时间热处理后玻璃与SUS403不锈钢的封接界面。结果表明，Na2O可以显著改善玻璃的热性能，所制备的玻璃样品在封接温度范围内经热处理后可获得主晶相为透辉石(CaMgSi2O6) 的微晶玻璃。随着Na2O含量增加，主晶相透辉石的晶相含量不同，微晶玻璃的热膨胀系数由未晶化前的8.22×10-6 K-1提升至11.79×10-6 K-1，能够满足SOFC封装的热膨胀匹配。当Na2O含量大于等于8%(摩尔分数)时，玻璃中析出高膨胀钙镁黄长石(Ca2MgSi2O7)晶相，不利于封接。将4%(摩尔分数)玻璃试样与SUS403高温封接后于850 ℃保温100 h，封接界面致密牢固无气孔，界面处存在Cr2O3层以及比封接玻璃本体更致密的透辉石薄层，这些致密层的存在有利于限制封接玻璃中Na+向界面扩散。

本文通过调整Fe-Co-Cu-Sn中石墨烯的含量来探究石墨烯对铁基金属结合剂金刚石磨具性能的影响。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能力学试验机等测试了铁基金属结合剂金刚石磨具的显微结构、物相结构、力学性能和物理性能。结果表明: 结合剂中石墨烯的含量仅对晶相含量有影响; 当石墨烯含量为0.4%(质量分数)时, 磨具的抗弯强度最高, 为256.0 MPa, 较无石墨烯磨具提高了17.4%; 随着石墨烯含量增加, 石墨烯由片状均匀分布转变为逐渐团聚, 断口组织由脆性断裂转变为韧性断裂, 磨具的热膨胀系数逐渐降低, 导热系数逐渐提高; 磨具的磨耗比呈先增加后减少的趋势, 当石墨烯含量为0.4%时, 磨耗比最高, 为199.8, 较不添加石墨烯的磨具提高了约21%。

:针对日用搪瓷制品搪面釉后表面出现的直裂缺陷,进行了工序确认和缺陷形态微观分析,明晰了缺陷产生的机理,并提出了相关改进和预防措施。

针对微机电系统(MEMS)封接玻璃的性能要求，本文制备了Bi2O3B2O3ZnOBaOCuO系无铅玻璃粉，采用拉曼光谱仪、X射线衍射仪、热膨胀仪、烧结影像仪、扫描电子显微镜等测试手段分别表征了Bi2O3和B2O3物质的量比（n(Bi2O3)/n(B2O3)）和β锂霞石粉掺量变化对玻璃结构、热学性能、封接温度及微观形貌的影响。结果表明：随着n(Bi2O3)/n(B2O3)的增大，玻璃结构中［BiO3］三角体和［BiO6］八面体单元含量逐渐增多，［BO4］四面体向［BO3］三角体转变，导致玻璃网络连接强度减弱、结构变疏松；随着n(Bi2O3)/n(B2O3)的增大，玻璃热膨胀系数逐渐增大，特征温度和封接温度逐渐降低，但后期变化放缓；随着β锂霞石粉外掺量的增加，复合玻璃粉的热膨胀系数明显降低，而特征温度和封接温度没有明显升高，但复合玻璃粉的流动性变差。

采用传统的固相法合成了近零膨胀氧化物功能陶瓷材料Zr0.5Hf0.5V1.4P0.6O7，用X射线衍射(XRD)、Raman光谱和热膨胀法对Zr0.5Hf0.5V1.4P0.6O7的热膨胀系数、各向同性和相变进行了测试，通过Hf4+/P5+共掺杂使得材料具有较低的热膨胀系数，研究发现合成的Zr0.5Hf0.5V1.4P0.6O7具有Pa3立方相结构，从334 K附近到673 K较宽的温度范围内的线性热膨胀系数为-1.56×10-6 K-1，表现出稳定的近零热膨胀特性。由于固溶体内部微结构的影响造成膨胀仪实验结果与变温X射线衍射结果存在一定的差距。Zr0.5Hf0.5V1.4P0.6O7具有的近零膨胀特性为通过负热膨胀材料合成膨胀系数可控的材料提供了基础。

在轻烧MgO粉中添加5% (质量分数)、10%、15%及20% m-ZrO2粉，于1 600 ℃条件下制备了MgO-ZrO2耐火骨料，研究了ZrO2含量对材料烧结行为、显微结构、力学性能、热学性能及抗热震性能的影响。结果表明：ZrO2主要弥散分布于方镁石晶界处，抑制了方镁石晶粒异常长大，促进了气孔排出，部分m-ZrO2与MgO发生固溶形成c-ZrO2，活化了方镁石晶格，促进了试样烧结及致密化，但ZrO2超过10%会导致MgO晶界处形成较多微裂纹，使得试样致密度略微降低。添加ZrO2后，方镁石晶粒间结合减弱，试样强度略降低，裂纹扩展方式以沿晶断裂为主，发生偏转及分叉效应，使得试样断裂韧性KIC显著提高。当ZrO2添加量为20%时，试样中MgO晶粒最小，裂纹扩展路径最长，表现出最佳KIC。此外，添加ZrO2虽然会导致试样导热率λ呈下降趋势，但试样KIC明显提高，热膨胀系数α不断降低，试样抗热震性能得到提高。ZrO2添加量5%试样的残余抗折强度及残余抗折强度保持率均最高，表现出最佳的抗热震性能。

聚酰亚胺(PI)薄膜因具有优良的热稳定性、良好的机械强度等性能广泛应用于航空航天、微电子等领域，但应用在光学成像方向的报道极少。要将PI薄膜用于成像，对其本身的光学均匀性要求极为苛刻。本文实现了100 mm口径低热膨胀系数抗拉伸PI薄膜的光学均匀性满足瑞利判据，具有了成像领域应用的潜力。除了光学均匀性之外，该PI的拉伸强度为285 MPa，是PMDA-ODA型PI拉伸强度的~2.6倍；热膨胀系数约为3.2 ppm?K-1，可以与Novastrat?905相媲美，比商品化PI薄膜低一个数量级。这些优良的基础性能为进一步改进PI薄膜的空间适应性预留了更大的空间。PI光学均匀性的解决将为其在薄膜衍射光学元件中的应用奠定基础。

为寻求新型热障涂层用陶瓷材料, 本文采用高温固相烧结法制备了(Sm0.5Gd0.2Nd0.3)2(Hf0.3Ce0.7)2O7复合氧化物。利用XRD分析了其晶体结构, SEM分析其显微组织, 膨胀仪测试其热膨胀性能, 激光热导仪测试其热扩散系数。结果表明, 成功制备了具有单一萤石晶体结构的(Sm0.5Gd0.2Nd0.3)2(Hf0.3Ce0.7)2O7复合氧化物。其显微组织结构致密, 晶界清晰无其他相存在。由于复杂的元素组成和较大的原子量, 其热导率明显低于7YSZ和Sm2Ce2O7。其较低的热膨胀系数则归因于B位离子较小的离子半径, 但其热膨胀系数依然满足热障涂层的要求。

为了解决光纤光栅在低温环境中的应用问题, 该文从光纤布喇格光栅(FBG)的传感理论出发, 通过深入分析了FBG在-60~25 ℃时热光系数和热膨胀系数的变化。采用2根未封装的FBG进行实验验证, 得到了FBG在低温环境下的响应情况。研究结果表明, FBG在低温环境下具有良好的响应和重复性, 这对FBG在低温环境中的应用具有重要指导意义。