由于较高的综合力学性能，氮化硅陶瓷球得到广泛的工程应用，但是极端工况下依然存在明显失效开裂现象。在一般氧化物烧结助剂的基础上添加少量过渡金属化合物能起到优化材料设计和进一步提高性能的作用，但是相关作用机理还未有明确探知。在添加Al2O3和Y2O3烧结助剂基础上，分别添加TiN、Fe3Si和WC等过渡金属化合物，并采用热等静压烧结方法制备了氮化硅陶瓷轴承球。采用X射线衍射检测其物相组成，采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究其组织结构特点，并使用纳米压痕法对其力学性能进行了研究。结果表明，添加TiN可有效抑制烧结过程中有害物相Si2N2O的生成；添加TiN和WC有利于烧结过程Al和O向氮化硅基体中扩散，形成了Sialon相；添加Fe3Si则不具有上述作用；添加TiN可获得晶粒尺寸细小均匀的β-Si3N4组织；添加Fe3Si会生成粗大β-Si3N4晶粒相互穿插桥接且其空隙填充细小β-Si3N4晶粒的烧结组织；添加WC则生成粗细晶共存的非均匀组织。与添加Fe3Si和WC相比，添加TiN的氮化硅陶瓷球具有更高的硬度和更大的弹性模量等更好的力学性能。

采用连续光纤激光对铝/钢异种材料进行激光搭接深熔焊, 研究接头的显微组织、元素分布、界面析出相及其失效机理。结果表明, 焊缝凝固过程中界面处形成岛状、块状及层状Fe-Al化合物, 它们较大的硬度与脆性导致材料自身具有较低的塑韧性。焊缝中裂纹的形成原因主要是界面脆性Fe-Al化合物的连续或集中分布, 降低了材料自身的变形能力。接头的断裂模式属于脆性断裂, 接头的失效主要是由于界面处Fe-Al脆性化合物导致的。

结合脉冲放电气体束和激光溅射技术, 开发了一套产生气相金属化合物分子和离子的装置。 利用飞行时间质谱测试了金属铜靶与不同气体反应的离子产物和效率, 并利用激光诱导荧光光谱方法测量了自由基分子产物的状态。 测试结果表明, 该装置可有效产生气相金属化合物自由基分子和离子, 而且产物转动温度低, 为下一步开展高精度金属化合物分子自由基电子态激光光谱研究打下了基础。

为了研究一种新型有机金属化合物(十六烷基三甲基铵)双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4，5-二硫基)-镍(简称CTNi)的三阶非线性光学性质，配制了浓度为1.0×10-4 mol/L的丙酮溶液作为待测样品，采用Z扫描测试技术，在波长为1064 nm，脉宽为40 ps的条件下研究了该样品的三阶非线性光学性质。研究发现，该材料具有很强的饱和吸收特性，其激发态有效吸收截面为σeff=1.47×10-18 cm2，相应的非线性吸收系数β=-4.36×10-12 m/W。另外，Z扫描曲线显示该材料还具有较强的自散焦效应，其三阶非线性折射系数n2=-1.55×10-18 m2/W。