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研究了納米晶CoNiCrFeMn高熵合金在拉伸過程中塑性變形產生的空洞裂紋的演化進程與其拉伸力學性能的相關性，比較了服役溫度和平均晶粒尺寸對納米晶CoNiCrFeMn高熵合金和納米晶Ni的拉伸力學性能、微結構演化以及位錯總長的影響。結果表明：服役溫度從低溫10 K升到高溫1000 K時多晶CoNiCrFeMn高熵合金比單晶CoNiCrFeMn高熵合金屈服應力的降幅分別為14.9%、13.1%和17.4%；多晶Ni比單晶Ni屈服應力的降幅分別為38.9%、30%和32.3%。同時，隨著服役溫度的提高，納米晶高熵合金和納米晶鎳的彈性模量和屈服強度呈線性下降趨勢。晶界缺陷誘導的內應力和空洞裂紋缺陷，使多晶鎳的屈服應力比單晶高熵合金百分比的降幅更大；空洞裂紋缺陷的產生和其外形尺寸改變是材料服役力學性能急劇下降以及納米晶高熵合金和納米晶鎳拉伸力學性能顯著差異的根本原因。拉伸載荷使多晶材料晶粒內先產生極多的內秉堆垛層錯，且隨著溫度的升高大晶粒易分化出細小晶粒并出現晶粒細化的納觀現象。同時，受內應力的誘導多晶高熵合金和多晶鎳更易在晶界邊緣產生新位錯，且位錯分布與內應力分布的趨勢一致；隨著溫度的升高熱脹冷縮使多晶材料的晶界范圍進一步擴張，使應力的分布區域比在低溫下更大。
對75%變形量熱軋態Cu71Al18Mn11合金進行熱區溫度分別為800、850和900℃和抽拉速度分別為2、5和15 μm/s的正交定向再結晶實驗，研究工藝參數對熱軋態Cu71Al18Mn11合金的定向再結晶組織和超彈性性能的影響，并分析定向再結晶機理。結果表明：隨著抽拉速度的提高，定向再結晶的效果呈現先增強后減弱的趨勢。抽拉速度為2 μm/s時為粗大等軸晶中摻雜著少量柱狀晶的組織，抽拉速度提高到5 μm/s時可獲得大長徑比柱狀晶組織，但抽拉速度提高至15 μm/s時則定向再結晶組織為柱狀晶與等軸晶混合組織。大長徑比柱狀晶組織的合金其超彈性性能較好，900℃-5 μm/s定向再結晶合金的應變量為12%時殘余應變僅為1.1%，超彈性應變為9.05%。抽拉速度和熱區溫度影響定向再結晶過程中柱狀晶吞并其前端一次再結晶晶粒的速度，從而影響定向再結晶組織；當熱區移動的速度、柱狀晶吞并前端一次再結晶晶粒的速度和柱狀晶前端生成一次再結晶晶粒的速度三者達到平衡時柱狀晶界面持續向前推進，最終生成大長徑比的柱狀晶組織。
用光學顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)及X射線衍射分析(XRD)等手段表征不同厚度的冷軋態GH3536微米尺度帶箔材退火后的顯微組織和結構特征，研究這種材料的再結晶和晶粒長大的規律。結果表明，冷軋變形后的GH3536帶箔材的晶粒組織呈線條狀，其主相為γ相；建立了厚度為200、100和50 μm的GH3536帶箔材在1050~1150℃退火10~60 min的晶粒長大方程，得到晶粒長大的激活能分別為Q200 μm=800.34 kJ/mol，Q100 μm=609.50 kJ/mol，Q50 μm=314.79 kJ/mol。厚度較小的GH3536帶箔材其晶粒長大激活能也較小，晶粒更容易長大。影響晶粒長大的因素與變形程度和析出相顆粒有關。
采用電弧離子鍍在Ti65鈦合金板材表面涂覆一種NiCrAlSiY涂層，并對其進行650℃~800℃的循環氧化實驗，研究了這種涂層對板材抗氧化性能和室溫力學性能的影響。結果表明，經500次循環氧化后涂覆NiCrAlSiY涂層的Ti65板材由涂層、擴散層和基材區三個區域組成，涂層與板材的結合界面比較致密，達到了完全抗氧化級別；涂層表面的氧化物以Al2O3為主，循環氧化溫度升高到800℃在涂層表面開始出現TiO2氧化物。在循環氧化過程中涂層與板材間的元素擴散以Ni和Ti元素為主，循環氧化溫度升高到800℃發生少量Cr元素擴散；Ni與Ti元素的互擴散導致在涂層與板材的結合界面生成了Ti2Ni和TiNi。循環氧化后的板材其拉伸強度保持率高于90%，涂覆涂層板材的拉伸延伸率可達初始態板材延伸率的30%左右。供貨態板材氧化后塑性較低的原因，可能是在高溫下氧元素滲入板材表面產生了表面脆性。
研究了缺口應力集中系數不同的深海潛水器耐壓殼用TC4 ELI(Extra-low-interstitial) 合金板材在恒總應變幅控制下的低周疲勞行為。結果表明，在應變幅較低(0.7%以下)和應變幅較高(0.8%和0.9%)條件下的光滑試樣在循環初期分別發生了循環硬化和循環軟化，而缺口試樣在0.2%~0.7%應變幅條件下的循環初期均發生了循環硬化。通過循環載荷作用下材料滯回能的變化描述了TC4 ELI合金試樣低周疲勞的損傷程度，得到了缺口應力集中系數與低周疲勞性能參數之間的關系，建立了相對裂紋萌生壽命預測模型。利用該模型能較好地預測缺口應力集中系數較低的TC4 ELI合金在高應變幅條件下的相對疲勞裂紋萌生壽命。
采用EBSD、SEM等手段研究了固溶溫度對GH4742合金的微觀亞結構、力學性能和γ'相的影響。結果表明，固溶溫度為1080℃~1120℃時，隨著固溶溫度的提高基體發生靜態再結晶的比例提高，小角度晶界的比例由13.2%降低為3.2%；同時，晶粒顯著粗化，平均晶粒尺寸由11.0 μm增大到111.6 μm，Σ3孿晶界的比例由13.2%提高到58.6%。隨著固溶溫度的提高，基體內一次γ'相的體積分數顯著降低、尺寸增大，二次γ'相的體積分數和尺寸增加，三次γ'相的體積分數和尺寸變化較小。在不同固溶溫度下γ'相強化增量的變化較小，晶粒粗化是導致其強度降低的主要因素。隨著固溶溫度的提高GH4742合金的室溫強度顯著降低，而高溫強度提高和持久斷裂時間顯著增加。固溶溫度為1100℃時，GH4742合金的室溫和高溫力學性能良好。
對Al-2Mg-0.8Cu合金進行室溫拉伸實驗，并用顯微硬度測試、差示掃描量熱、掃描電鏡和透射電鏡觀察等手段對其表征，研究了冷軋變形和添加Si對其時效析出行為和力學性能的影響。結果表明，軋制能加速這種合金的時效析出行為和縮短峰時效出現的時間。80%的變形量和1 h退火，使Al-2Mg-0.8Cu合金達到峰時效。添加Si能進一步加速時效析出動力學和細化S相，添加0.3%(質量分數)的Si能完全固溶到Al-2Mg-0.8Cu合金的基體中。冷軋變形量為40%的Al-2Mg-0.8Cu-0.15Si合金，其屈服強度為240 MPa、抗拉強度為353 MPa、斷后伸長率為16.5%和抗拉強度塑性乘積為5.66 GPa·%。使這種合金具有最佳力學性能的軋制變形量和Si元素添加量，分別為40%和0.15。
在Fe-Cr-Al-Mo-Nb合金中添加Ta和Zr元素，在高純Ar氣氛中制備了四種合金鑄錠。對鑄錠在1473 K進行2 h均勻化處理后再進行固溶處理，然后將四種合金板在1473 K下退火10 min進而在1073 K和873 K下進行多道次軋制得到金屬板材，再對板材進行873 K/24 h時效處理和在不同溫度的回溶處理。對不同狀態的合金進行金相和掃描電鏡組織表征以及力學性能測量，研究了Ta/Zr對這種合金溫軋板材中第二相析出演變和顯微硬度的影響。結果表明，時效合金主要由粗大的初生Laves相和細小的Laves相粒子構成，Zr元素的添加增加了細小Laves相粒子的析出，延緩了粗大Laves相粒子的析出；隨著回溶溫度的提高第二相粒子都發生顯著的粗化和回溶，Zr和Ta/Zr元素改良的合金都表現出較高的組織穩定性，顯著抑制了第二相粒子的高溫回溶，在1473 K/1 h熱處理后Laves相的體積分數分別為0.1%和0.2%。Zr元素的添加顯著抑制了高溫時晶粒的粗化，這種粗化與高溫下Laves相粒子對晶界的釘扎有關。
分別在980℃/200 MPa和870℃/430 MPa條件下對鎳基單晶高溫合金DD413進行應變量為0.2%、0.5%和1%的蠕變中斷實驗，模擬在熱-力耦合作用下這種合金的組織損傷特征并進行量化表征，對比研究了預應變對其蠕變性能的影響并建立了組織損傷參量-剩余蠕變性能的關系。結果表明：DD413合金的組織退化損傷，主要有γ'相體積分數的降低和γ'相筏化程度的提高。蠕變溫度越高其組織損傷越嚴重，合金的再蠕變性能越差。與γ'相筏排化相比，γ'相體積分數的降低對合金蠕變性能的影響不大。
用掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)觀察兩種“W替Re”型低成本第二代鎳基單晶高溫合金分別在982℃/248 MPa和1070℃/137 MPa條件下持久變形斷裂后的微觀組織，研究了其變形的機制。結果表明，兩種合金的持久性能均達到第二代單晶高溫合金的水平；持久變形斷裂后γ'相連接并合并成“N型筏”結構，隨著與距離斷口位置的接近γ'相的扭曲變形程度加劇。在相同條件下8.5W+1.0Re合金γ'相的筏形化程度比8.0W+1.5Re合金低；與982℃/248 MPa條件相比，在1070℃/137 MPa下兩種合金持久變形斷裂后的界面位錯網更加致密。在相同條件下，8.0W+1.5Re合金比8.5W+1.0Re合金的位錯網更致密，8.5W+1.0Re合金在兩條件下持久變形斷裂后都能觀察到剪切進γ'相的a<010>超位錯；兩種合金失穩斷裂的主要原因是，γ基體中的a/2<110>位錯剪切進入γ'相使筏形γ'相變形加劇，裂紋在γ/γ'界面處萌生和擴展，最終使合金斷裂；γ/γ'兩相界面上的位錯網和a<010>超位錯可在一定程度上提高合金的持久變形抗力。
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研究了Mn對Mg95.5Y3Cu1.5合金的組織、拉伸性能和腐蝕行為的影響。結果表明，隨著Mn含量的提高合金中的初生α-Mg相細化，其形貌由樹枝晶轉變為等軸枝晶狀，而LPSO相的形貌和體積分數未發生明顯的變化；合金的屈服強度、極限拉伸強度和伸長率都提高，與未添加Mn的合金相比Mn含量為0.9%(原子分數)的合金分別提高了20.7%、17.6%和41.0%。合金試樣在1%(質量分數)NaCl溶液中的析氫速率、質量損失速率和腐蝕電流密度都降低，腐蝕電位向正向移動，表明其耐腐蝕性能提高。
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用化學腐蝕方法制備出3D多孔自支撐型Mn50Fe12.5Co12.5Ni12.5Cr12.5高熵合金。電化學測試結果表明，將這種高熵合金放入1 mol/L KOH的堿性溶液中，電流密度為10 mA·cm-2時過電位為281 mV，Tafel斜率為63 mV/dec,表明其電催化性能優于商業RuO2的性能。在電流密度為50 mA·cm-2的條件下連續工作50 h，工作電壓沒有明顯的升高，表明這種富錳高熵電催化電極材料具有優異的析氧穩定性。電化學阻抗譜表明，這種自支撐型結構的塊體高熵合金催化劑具有出色的導電性，與負載型催化劑相比其電子轉移能力顯著提高。
設計并用真空銅模吸鑄制備了近α型雙相Ti-Al-V-Mo-Nb-Zr合金系列，其成分框架滿足Ti-6Al-4V的α+β雙相團簇式，即α和β相團簇式的比例為12:5。同時，通過多元合金化尤其是改變Zr含量，可將后者改造成具有更高β穩定性的形式[Al-Ti14-x Zr x ](Mo0.6Nb0.2V1.2Al)，x=0.6~3。這些合金的鑄態組織其特征為網籃狀，并含有大量針狀α'馬氏體。隨著Zr含量的提高這些合金的晶粒細化，其強度和硬度也隨之提高，Zr含量最高的Ti-6.7Al-2.2V-2.1Mo-0.7Nb-10.0Zr合金達到超高強水平，其鑄態的拉伸強度為1404 MPa，維氏硬度為451HV，與熱處理后的典型超高強鈦合金β-21S的性能接近，與在相同條件下制備的Ti-6Al-4V相比其強度和硬度分別提高52%和39%，比強度和比硬度分別提高45%和33%。
用磁控濺射方法制備了低粘結TaO與低摩擦系數WS復合的TiAlTaN/TaO/WS復合涂層。該涂層由Ti過渡層、TiAlTaN耐磨層、TaO低粘結層和低摩擦系數WS層組成。涂層復合使表面形貌從多邊形變為球形，但是不影響原涂層的相組成和柱狀晶組織。復合涂層使原涂層的硬度和彈性模量降低，但是使摩擦系數從0.648降低到0.102。低摩擦系數復合涂層的潤滑性能使切削鈦合金的效率提高了84%，比商用涂層提高33%。
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用勻速提拉法在氟化處理的AZ31鎂合金表面制備PBA防護涂層，然后再進行等離子處理。使用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線光電子能譜(XPS)、傅里葉紅外測試(FT-IR)和接觸角測量儀等手段對其表征，研究了等離子處理對PBA防護涂層表面的微觀形貌、物相組成以及表面潤濕性的影響；用動電位極化曲線(PD)和電化學阻抗譜(EIS)表征防護涂層處理鎂合金的耐蝕性；對在等離子處理前后樣品表面細胞的鋪展進行比較，以驗證防護涂層的生物活性。結果表明，等離子處理使PBA防護涂層表面粗糙化提高了氧原子的占比，從而顯著提高了防護涂層表面的浸潤性；等離子處理在一定程度上降低了防護涂層處理鎂合金的耐蝕性，但是與未經防護處理的AZ31鎂合金和氟化處理的鎂合金相比其電流密度仍高2~3個數量級，表明防護涂層能有效防護鎂合金基體；等離子處理，使樣品表面黏附的細胞顯著增多。
用激光熔覆工藝在40Cr鋼表面制備CoCrFeNiTi x (x=0、0.2、0.5、0.8)高熵合金涂層并計算其熱力學參數，使用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、顯微硬度儀、摩擦磨損試驗機等手段檢測合金的物相組成、組織、元素分布、硬度及耐磨性，研究了Ti元素含量對其顯微組織和耐磨性能的影響。結果表明：隨著Ti元素含量的提高，合金物相在面心立方(FCC)結構的基礎上形成了體心立方(BCC)結構，熔覆層中部的組織由晶界明顯、晶粒分布均勻的等軸晶組成，最后形成了柱狀樹枝晶；隨著Ti元素含量的提高，合金橫截面的硬度逐漸提高，最高為412.32 HV0.2，比基體的硬度提高了1.8倍；涂層的磨損量和摩擦系數均隨之降低，Ti含量為0.8時涂層其耐磨性能最優，磨損量最小為6.8 mg，摩擦系數為0.35。涂層的磨損機制，以磨粒磨損、粘著磨損和氧化磨損為主。
用真空感應熔煉惰性氣體霧化法(Vacuum induction melting inert gas atomization, VIGA)制備預合金粉末，然后用熱等靜壓(Hot isostatic pressing, HIP)工藝制備粉末冶金Inconel 718板材。用鎢極惰性氣體保護焊(Tungstun inert gas arc welding, TIG)將板材連接并進行焊后固溶時效、均勻化和熱等靜壓處理。用SEM和EBSD表征焊接接頭的組織并測試接頭區域的顯微硬度，研究了焊后熱處理對接頭顯微組織和力學性能的影響。結果表明，母材為細小的等軸晶，晶粒尺寸約為28 μm，拉伸強度接近對同牌號變形高溫合金的要求。在粉末冶金Inconel 718合金的接頭處未觀察到宏觀氣孔和夾雜等焊接缺陷，熱處理后接頭的強度與母材的性能相當。均勻化處理后Laves相基本上溶解了，組織均勻、塑性明顯提高；熱等靜壓處理可消除焊接后板材的顯微孔洞，使力學性能的穩定性提高。在拉伸過程中合金的焊接接頭優先在Laves相與基體的界面產生微氣孔，其聚集產生微裂紋并最終發生斷裂。
研究了在不同固溶及時效熱處理條件下Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.6Fe亞穩β鈦合金的顯微組織演變和元素的再分配行為。在β單相區固溶保溫后爐冷至(α+β)兩相區的兩階段固溶處理，合金中生成了連續粗大的α晶界(αGB)和少量的晶內初生α相(αp)；進一步進行低溫/高溫兩階段的時效熱處理，在低溫時效過程中初步形成的ω相對在高溫終時效過程中生成的次生α(αs)片層尺寸有顯著的影響。用電子探針顯微分析表征熱處理過程中α相和β相之間的元素再分配行為并討論了對上述顯微組織演變的影響。結果表明，在固溶熱處理過程中αGB和αp附近的元素再分配使α相附近局部β穩定元素的含量較高，提高了該區域β基體的穩定性，在低溫時效過程中出現了無ω相析出的區域。在高溫終時效過程中，在ω相輔助形核的作用下晶內析出的αs片層尺寸較小，而在αGB附近約2 μm范圍內，因沒有ω相的輔助生成的αs片層尺寸較大。
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使用不同品質的鉻原料用真空感應熔煉制備GH4169母合金。用光學顯微鏡和掃描電鏡等設備研究合金錠中夾雜物的特征，并分析其形成機理。結果表明，鉻的純度提高則母合金中N、P、S和Mn元素的含量降低，母合金中夾雜物的類型由為氧化物、碳氮化物和復合型夾雜轉變為單一氧化物且其含量降低。
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在不同溫度區間、不同條件下進行GH4169合金的熱機械疲勞實驗測試其熱機械疲勞數據，研究了這種合金的熱機械疲勞行為。結果表明：GH4169合金在熱機械條件下的遲滯回線具有明顯的拉壓不對稱性；同相位時材料承受壓應力，反相位時承受拉應力。拉應力，是影響疲勞壽命的主要因素。應變幅較高時GH4169合金出現平均應力松弛，在高溫半周為先循環軟化后循環穩定，在低溫半周始終趨于循環穩定。
使用高度為50 m的落管研究了Sn-20% (質量分數) Ni包晶合金在重力和微重力作用下的凝固行為。用金相顯微鏡(OM)觀察了合金的凝固組織并使用圖像處理軟件IPP(Image Pro Plus)統計了樣品中的初生相、包晶相以及終凝相的含量，使用能譜儀(EDS)和X射線衍射(XRD)儀分析了樣品凝固組織中的成分分布和組成相。結果表明，Sn-20%Ni包晶合金的凝固以初生相在固液界面前沿形核、枝晶生長和包晶反應的形式進行，重力對初生相的生成和包晶反應都有顯著的影響，在微重力作用下的微觀組織配比、分布以及合金元素的分布都與在重力作用下明顯不同。在重力的作用下殘余初生相的含量和殘余初生相和包晶相的總量總是比在重力作用下的低，而包晶相的含量則總是比在微重力作用下的高。同時，樣品中溶質元素的分布與殘余初生相和包晶相的總量的分布趨勢基本一致。結果表明，微重力環境有利于Sn-20% Ni合金初生相的形核和長大，而重力環境則促進包晶反應，其原因與重力導致的浮力對流和晶核沉積有關。
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研究了中溫熱處理后Ti65合金中淬火馬氏體相的分解及其對室溫拉伸性能的影響。結果表明：在800℃/10 min熱處理后Ti65合金中淬火馬氏體相(α'相)內的β穩定元素向界面擴散，分解為α+β相；隨著保溫時間的延長，β相的形貌由不規則狀轉變為不同長寬比的棒狀。熱處理溫度的提高，分解產物顯著粗化。隨著中溫熱處理溫度升高或保溫時間的延長，室溫拉伸強度呈現快速降低、保持穩定和慢速降低三個階段。強度快速降低的原因是，馬氏體相分解使缺陷和界面密度降低，導致固溶和界面強化效果減弱；馬氏體相完全分解后，α板條粗化導致的強度降低和α2相彌散度的提高使強度提高，其綜合作用使強度保持相對穩定；中溫熱處理溫度提高到α2相析出溫度以上時，強度隨著α板條厚度的增加緩慢降低。
用水熱合成法制備納米熱障涂層材料Ln2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (Ln=La, Nd, Sm, Gd)，表征其晶體結構、形貌、晶格參數、平均粒徑尺寸和比表面積并研究了相關的熱物性能及其機理。對XRD譜和Raman譜的分析表明，La2(Zr0.7Ce0.3)2O7、Nd2(Zr0.7Ce0.3)2O7和Sm2(Zr0.7Ce0.3)2O7均為燒綠石結構，而Gd2(Zr0.7Ce0.3)2O7為螢石結構。結合SEM觀察、體積收縮以及相對密度，分析了塊材的抗燒結性能。系統對比研究了晶體生長行為、熱膨脹系數和熱導率等熱物性能。結果表明：隨著Ln離子半徑的減小(La>Nd>Sm>Gd)Ln2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (Ln=La, Nd, Sm, Gd)納米材料的晶體生長活化能和熱膨脹系數均呈增大的趨勢，而熱導率則呈降低的趨勢。
在0.05 mol/L H2SO4溶液中對773~833 K熱處理后的Fe76Si9B10P5非晶合金進行脫合金處理，采用脫合金法制備出Fe-Si-B-P納米多孔材料。利用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等手段以及電化學工作站表征其表面形貌、微觀結構和組成，研究其電化學性能。結果表明，熱處理后的Fe76Si9B10P5非晶合金晶化為α-Fe、Fe2B和Fe3P相，在脫合金過程中α-Fe晶粒優先溶解形成納米多孔結構，隨著熱處理溫度從773 K提高到833 K材料中納米多孔的孔徑從150 nm增大到260 nm。同時，較大的比表面積提供更多的催化活性位點使納米多孔Fe-Si-B-P具有比Fe76Si9B10P5非晶合金更優異的氧化還原性能。
用高溫煅燒、反應合成以及光還原等方法制備新型g-C3N4/Ag/BiOBr復合光催化材料，使用SEM、XRD、EPMA、FT-IR、XPS和UV-vis等手段對其表征，研究了這種復合材料在金鹵燈照射下對硝酸鹽氮(50 mg/L)的還原效果和氮氣選擇性。結果表明，使用1 g/L g-C3N4/Ag/BiOBr復合光催化材料，光反應180 min后硝酸鹽的去除率為95.2%。用g-C3N4/Ag/BiOBr光催化硝酸鹽氮的主要產物中N2的占比最高(為88.0%)，氮氣的選擇性為92.4%。g-C3N4/Ag/BiOBr催化劑中的Ag能促進對電子的捕捉，BiOBr的光生電子經銀單質轉移到g-C3N4的價帶上形成Z型復合光催化結構。這種復
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使用長50 m的落管研究Ni-Cr-Al-W-Ta鎳基單晶高溫合金在重力(1g)和微重力(μg)條件下的凝固行為。用金相顯微鏡(OM)觀察合金的凝固組織并用圖像分析軟件測量和統計一次和二次枝晶間距，使用掃描電鏡能譜(SEM-EDS)測定不同位置枝晶干與枝晶間的化學成分并計算微觀偏析系數。結果表明，在重力和微重力條件下這種合金的枝晶特征和合金元素的微觀偏析明顯不同。重力樣品一次和二次枝晶間距比微重力樣品的大，隨著凝固距離的增大一次枝晶間距的差異變大，而二次枝晶間距的差距變化不大。隨著凝固的進行，微重力樣品枝晶間Ta、Cr和Al元素的含量呈現先明顯升高后略微降低的趨勢，W元素含量呈現逐漸下降的趨勢，枝晶間液相的密度呈現略微降低的趨勢。重力樣品枝晶間Ta、Cr和Al元素含量的分布趨勢與微重力樣品基本相似，W元素含量的分布則與微重力樣品明顯不同，大部分凝固階段呈上升趨勢，使枝晶間液相的密度沿逆重力方向提高。上述結果表明，在重力條件下凝固前沿溶質密度差導致的對流作用微弱，不是造成枝晶間距增加的主要原因，主要原因應該與凝固前沿熱對流造成的溫度梯度的降低有關。
用微弧氧化(MAO)和磁過濾陰極真空弧離子鍍(FCVAD)在Zr-2合金表面制備ZrO2/Cr復合膜，用熱重分析儀(TGA)評估了Zr-2合金基體和ZrO2/Cr復合膜在900~1100℃蒸汽環境中的抗氧化性能，并分析其氧化后氧化層的截面結構、相組成和成分深度分布。結果表明，在900、1000和1100℃蒸汽環境中分別氧化3600 s后，ZrO2/Cr復合膜試樣單位面積增重約為Zr-2合金基體的3/8、1/4和2/5。在高溫蒸汽環境中，ZrO2/Cr復合膜表面氧化生成的致密Cr2O3膜能抑制氧向內擴散，提高鋯合金的抗蒸汽氧化性能，阻止鋯試樣在1000℃蒸汽環境中出現分離氧化。ZrO2/Cr復合膜的表面Cr層完全消耗前，Cr涂層的氧化主要取決于鉻向外擴散，而不是氧向內擴散。在蒸汽氧化過程中，MAO膜的中間層能抑制氫滲透進入鋯合金基體。
用場發射掃描電鏡(FE-SEM)和透射電鏡(TEM)觀察一種第四代鎳基單晶高溫合金長期時效和持久斷裂后的微觀組織和位錯組態，研究了這種合金在1000℃和1130℃長期時效過程中的組織演化和在1100℃/140 MPa條件下的持久性能。結果表明：這種合金具有較好的組織穩定性，在1000℃長期時效過程中γ'相逐漸長大，但是在1000 h后仍有較好的立方度且沒有TCP相析出。在1130℃長期時效500 h后γ'相發生連接和筏化；時效200 h后開始析出TCP相，時效1000 h后合金中TCP相的面積分數只有0.04%。在1130℃長期時效500 h后，γ/γ'界面形成位錯網并隨著時效時間的延長變得更加規則致密。這種合金在1100℃/140 MPa條件下的持久壽命為676.5 h，達到第四代鎳基單晶高溫合金水平。持久斷裂后γ'相發生N型筏化，合金中析出針狀TCP相(μ相)并在TCP相附近出現位錯塞積。在持久試驗過程中，合金中生成的γ/γ'界面位錯網和a<010>超位錯有利于提高其持久性能。
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采用粉末冶金法將合金元素Ti加到Cu40Zn基體中制備鈦黃銅，研究了Ti的添加量對黃銅微觀組織、界面結構、相組成以及力學性能的影響。結果表明：Ti在基體中固溶析出并與Cu40Zn反應生成了亞微米級的Cu2Ti4O顆粒和Ti納米團簇，隨著Ti含量的提高鈦黃銅的屈服強度、抗拉強度和硬度呈提高的趨勢。增大位錯運動阻力產生的第二相強化、釘扎產生的細晶強化以及加工硬化，使Cu40Zn的力學性能提高。綜合性能良好的Cu40Zn-1.9Ti，其屈服強度、抗拉強度、延伸率和硬度分別達到375 MPa、602 MPa、17.7%和163HV。
施加脈沖電流進行Ti-45.5Al-4Cr-2.5Nb(原子分數,%)合金的定向凝固并結合仿真實驗,研究了脈沖電流對其凝固組織和性能的影響。結果表明：隨著頻率為200 Hz的脈沖電流密度的增大電流集膚效應增強、熔體內電流集膚效應加重。在集膚層電流焦耳熱效應的作用下糊狀區側向散熱的熱流密度降低,使枝晶的平均偏離角減小,從而使合金的斷后延伸率增大。脈沖電流密度較小時,在焦耳熱效應和電磁攪拌的作用下熔體中枝晶的重熔和破碎使柱狀晶晶粒的徑向尺寸減小。但是,過量的焦耳熱使熔區的長度增大、溫度梯度減小,反而使晶粒的徑向尺寸增大。因此隨著電流密度的增大TiAl合金的抗拉強度先提高后降低,施加頻率為200 Hz、電流密度為35.3 mA/mm的脈沖電流TiAl合金的抗拉強度最大,比母合金鑄錠的抗拉強度提高了70.7%。電流密度為52.9 mA/mm時延伸率達到最大值,比母合金錠的延伸率提高了129.5%。
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