发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。近年来，作为新能源汽车制造的重要结构材料，车用铝合金性能的不断提升给后续的焊接加工带来了全新的挑战。与传统弧焊热源相比，激光-电弧复合热源具有诸多优势，为抑制铝合金焊接缺陷并提升焊接接头系数提供了新途径。较为全面地总结了近年来国内外学者在铝合金焊接缺陷（如软化、气孔）等形成及调控方面的研究进展，分析了现有研究工作中存在的问题并给出了激光-电弧复合焊接铝合金未来的研究方向，旨在为后续研究及应用提供参考。

为扩大磷石膏的综合利用，以原状磷石膏(RPG)和β-半水磷石膏(HPG)为主要原材料，利用偏高岭土(MK)和碱性激发剂(生石灰、水玻璃)改性制备磷石膏基复合胶凝材料。通过单因素试验探究MK掺量、水玻璃掺量及RPG和HPG的相对掺量对偏高岭土-磷石膏基复合胶凝材料(MKPGBM)力学性能、耐水性能和耐干湿性能的影响，并分析其作用机理。结果表明，MK、水玻璃及HPG掺量的增加均能有效提高MKPGBM的强度。MK和水玻璃掺量(以质量分数计)分别为7%~9%和21%~24%时，MKPGBM的力学性能和耐水性能最优。当RPG与HPG相对掺量(质量分数比)为5∶5时，MKPGBM的28 d抗压和抗折强度最优，分别为19.58和7.44 MPa；当RPG与HPG相对掺量为6∶4时，MKPGBM的综合性能较优，其28 d软化系数达到0.796。MK和掺合料的掺入能有效促进水化产物的生成并填充基体之间的孔隙，还能提高RPG内部颗粒的相互接触强度，进而达到改善磷石膏基复合胶凝材料力学性能、耐水性能及耐干湿性能的效果。

开展了超高强钢1700MS激光焊接工艺研究，对比分析了不同焊接速度时的接头微观组织、显微硬度和力学性能。结果表明，超高强钢1700MS焊接过程发生了马氏体回火转变，亚临界热影响区（SCHAZ）形成了大量粒状的回火马氏体，其尺寸和数量随着远离焊缝区中心明显降低。受其影响，焊接接头存在严重的软化现象，其最大硬度为609 HV，最小硬度为321 HV，后者仅为前者硬度的52.71%。同时，回火软化导致焊接接头两侧形成了中间软（热影响区）两边硬（焊缝区及母材）的不均匀组织结构，导致焊接接头在受力过程中力学性能降低。此外，增加焊接速度可降低SCHAZ的回火程度和宽度，从而提升接头力学性能。

海洋岛礁工程建设面临着取材困难、运输与材料成本昂贵等问题。为此, 开发了新型海水海砂火山渣混凝土(SSAC), 以推动海工建设的发展。通过混凝土三点弯曲梁断裂试验, 探讨了不同缝高比(0.2、0.3、0.4)和组料类型对SSAC断裂力学性能的影响, 获取了双K断裂韧度、断裂能与软化曲线等断裂参数的变化规律。结果表明, 受粗骨料的影响, 采用火山渣的混凝土的荷载-裂缝口张开位移曲线(P-CMOD)与普通混凝土相似, 但其下降段更为陡峭。SSAC断裂韧度小于普通混凝土, 且均不受缝高比影响。受海水海砂的影响, SSAC的断裂韧度和断裂能较淡水河砂火山渣试件分别提高14.30%和6.77%。基于试验数据, 推导得出考虑组料影响的双K断裂韧度与软化关系计算公式, 计算结果与试验结果吻合良好。

通过吸水率、软化系数、抗折强度和抗压强度试验, 并结合傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜测试, 探究不同长度和掺量的苎麻纤维对苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料耐水性能和力学性能的影响。研究结果表明, 掺入适量苎麻纤维可改善苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料的耐水性能和力学性能, 以及提高复合材料的延性。掺入0.5%(体积分数, 下同)的10 mm苎麻纤维时, 复合材料的软化系数达到最大, 较空白组提高20.0%。苎麻纤维的掺入能有效提高复合材料的抗折强度, 28 d时, 掺入1.5%的10 mm苎麻纤维试样较空白组抗折强度提高39.5%。掺入小于20 mm的苎麻纤维会降低复合材料的抗压强度, 掺入不超过1.5%的30 mm苎麻纤维可提高复合材料的抗压强度, 28 d时, 掺入1.5%的30 mm苎麻纤维试样较空白组抗压强度提高10.1%。苎麻纤维在复合材料基体内会发生水解, 随龄期的增长水解程度加重, 表面逐渐粗糙。

单一水玻璃发泡制备得到的保温材料具有不燃、质轻及导热系数低的优点, 但耐水性较差制约了其实际应用。本文利用四硼酸钠改性水玻璃, 采用低温烧结的方式制备得到保温材料。通过对该材料化学结构和物理性能的表征及离子浸出试验, 研究四硼酸钠对材料性能的影响效果。结果表明: 四硼酸钠能够有效降低材料中-OH的数量, 并使Si-O结构更加复杂, 从而提高材料的耐水性。当四硼酸钠的添加量为1%（质量分数, 下同）时, 其对材料中钠离子及硅酸根离子浸出的抑制效果最显著, 两者的离子浓度分别降低65.33%和45.02%。当四硼酸钠的添加量为3%时, 材料的软化系数可提高84.6%, 其抗压强度、导热系数和表观密度分别为0.46 MPa、0.046 W/(m·K)和123.1 kg/m3。

红砂岩具有遇水软化的特性，通过与石灰岩集料对比，研究了红砂岩粗、细集料硬度与抗软化性能及其对水泥稳定基层(水稳基层)强度与抗软化性能的影响规律，并通过界限含水率、XRD与SEM测试，对比了红砂岩、石灰岩集料浸水前后的矿物成分与微观形貌。结果表明，红砂岩集料浸水后质量减少，硬度降低，抗软化性变差，制备的红砂岩水稳基层强度、软化系数低于石灰岩水稳基层，但红砂岩粗集料制备的水稳基层强度、软化系数降低幅度小于红砂岩细集料制备的水稳基层。红砂岩集料中的黏土矿物遇水崩解剥落、膨胀疏松化是红砂岩水稳基层强度、软化系数降低的主要原因。本研究可以为红砂岩在路面基层材料中的组成设计与工程应用提供理论参考。

采用玻璃粉部分替代矿渣制备碱激发胶凝材料，研究了玻璃粉含量(10%、20%、30%、40%，质量分数)对碱激发矿渣-玻璃粉基(AASG)泡沫混凝土性能的影响。对AASG泡沫混凝土流动性、抗压强度、干燥收缩、吸水率、软化系数和抗冻性进行了研究，并通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对机理进行了分析。结果表明：10%~40%掺量的玻璃粉使AASG泡沫混凝土的流动性提高了5.0%~25.6%；抗压强度随玻璃粉掺量的增加先增大再减小，玻璃粉掺量为20%时，7 d和28 d抗压强度最高，与对照组相比分别提高15.0%和23.8%；玻璃粉掺量为20%时，AASG泡沫混凝土的干燥收缩、吸水率、软化系数和抗冻性最佳；SEM分析发现，玻璃粉有助于孔结构的优化和提高微观结构的致密性；XRD分析表明，AASG泡沫混凝土的主要反应产物为 C-(N-)A-S-H和水滑石。将玻璃粉作为矿渣的替代品来制备AASG泡沫混凝土是可行的，为其在回填工程和固废利用提供理论支撑。

水玻璃基保温材料具有轻质、导热系数低的优点, 但其耐水性较差的问题亟待改善。将硼酸作为改性剂加入到水玻璃中, 采用中温烧结法制备保温材料, 通过对样品微观结构的表征和物理性能的测试, 以及耐水性浸出试验, 研究硼酸对水玻璃基保温材料性能的影响效果。结果表明, 硼酸能够调节材料中Si-O四面体的框架结构, 有效降低结构中的羟基数量, 并抑制溶液中硅酸根离子和钠离子的浸出, 提高材料的软化系数和耐水性能。当硼酸质量添加量为1.00%时, 软化系数从改性前的0.519增至0.701, 增加了35%。同时, 硼酸的加入能够使材料内部孔径分布更加均匀, 提高材料的抗压强度, 但是材料的导热系数和表观密度也会增加。经0.75%(质量分数)硼酸改性后的保温材料导热系数、表观密度和抗压强度分别为0.052 W/(m·K)、128 kg/m3和0.442 MPa, 满足保温材料的性能要求。