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以十二烷基硫酸钠(SDS)为辅助剂用均相沉淀法制备出具有微/纳分级结构的α-Ni(OH)2材料并使用XRD、SEM、FT-IR、TGA和XPS等手段进行表征，研究了SDS对其结构和储锂性能的影响。结果表明，在制备过程中使用SDS可细化α-Ni(OH)2的晶粒并有助于形成更加开放的微/纳米分级形貌；在n(SDS)/n(Ni2+)为2∶10的条件下制备的α-Ni(OH)2储锂性能最佳，在2 A·g-1电流密度下循环40次后其比容量保持在800 mAh·g-1，在3 A·g-1大电流密度下其可逆比容量仍达到710 mAh·g-1，还表现出显著的赝电容效应(在0.9 mV·s-1下其赝电容贡献率高达84.2%)。
在Fe-Cr-Al-Mo-Nb合金中添加Ta和Zr元素，在高纯Ar气氛中制备了四种合金铸锭。对铸锭在1473 K进行2 h均匀化处理后再进行固溶处理，然后将四种合金板在1473 K下退火10 min进而在1073 K和873 K下进行多道次轧制得到金属板材，再对板材进行873 K/24 h时效处理和在不同温度的回溶处理。对不同状态的合金进行金相和扫描电镜组织表征以及力学性能测量，研究了Ta/Zr对这种合金温轧板材中第二相析出演变和显微硬度的影响。结果表明，时效合金主要由粗大的初生Laves相和细小的Laves相粒子构成，Zr元素的添加增加了细小Laves相粒子的析出，延缓了粗大Laves相粒子的析出；随着回溶温度的提高第二相粒子都发生显著的粗化和回溶，Zr和Ta/Zr元素改良的合金都表现出较高的组织稳定性，显著抑制了第二相粒子的高温回溶，在1473 K/1 h热处理后Laves相的体积分数分别为0.1%和0.2%。Zr元素的添加显著抑制了高温时晶粒的粗化，这种粗化与高温下Laves相粒子对晶界的钉扎有关。
使用石墨作为固体润滑剂、硅酸钠为粘结剂、二氧化硅为填料、去离子水为分散介质，用浆料法在Ti-6Al-4V钛合金表面制备石墨基粘结固体润滑涂层。用球盘式摩擦磨损试验机测试这种涂层在500~800℃的摩擦学性能，使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等手段分析其物相、显微组织结构、元素组成及其化学态，研究了这种涂层的润滑机理。结果表明：这种石墨基粘结固体润滑涂层在600~700℃的摩擦学性能优异，在660℃其摩擦系数(0.03)和磨损率(0.953×10-4 mm3/(N·m))最低。涂层中的熔融硅酸钠与SiO2的协同润滑作用降低了石墨的热损失，在摩擦界面上生成的易剪切的粘性成分减少了摩擦磨损；在摩擦过程中，石墨通过层间剪切和吸附气体产生了良好的润滑性能，SiO2增强了涂层的承载能力和涂层与基体之间的粘结强度，使涂层的耐磨性能提高。
分别在980℃/200 MPa和870℃/430 MPa条件下对镍基单晶高温合金DD413进行应变量为0.2%、0.5%和1%的蠕变中断实验，模拟在热-力耦合作用下这种合金的组织损伤特征并进行量化表征，对比研究了预应变对其蠕变性能的影响并建立了组织损伤参量-剩余蠕变性能的关系。结果表明：DD413合金的组织退化损伤，主要有γ'相体积分数的降低和γ'相筏化程度的提高。蠕变温度越高其组织损伤越严重，合金的再蠕变性能越差。与γ'相筏排化相比，γ'相体积分数的降低对合金蠕变性能的影响不大。
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进行环/块实验，研究了在脂润滑条件下稀土改性的GCr15轴承钢与胶木保持架材料间的滑动摩擦学行为，并与普通GCr15轴承钢进行了对比。结果表明：虽然稀土GCr15钢与胶木材料间的摩擦系数较大，但是其磨损体积却比普通GCr15钢的小。两种轴承钢材料的去除都以磨粒磨损为主，且随着转速的提高磨损体积减小。稀土GCr15钢的磨痕表面只出现犁沟，而普通GCr15钢除了出现磨粒磨损中塑性去除的犁沟，剥落也比较多。从碳化物、非金属夹杂物和残余奥氏体等方面，研究了GCr15钢经稀土改性后的组织改善对其使役行为的影响。结果表明，虽然稀土改性在一定程度上降低了轴承钢的硬度，但却有效地抑制了GCr15轴承钢在服役中出现的磨粒磨损中的断裂去除机制——材料剥落，从而提高了其在滑动摩擦条件下的耐磨损性能。
提出在石墨烯/聚合物复合材料内构筑界面氢键结构，利用氢键的动态可逆性和断裂/再生过程中的能量耗散可显著提高复合材料的阻尼性能。对石墨烯和聚(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)(SEBS)进行接枝改性，引入氢键单元从而在石墨烯/SEBS复合材料的界面构筑了多重氢键结构。研究了这种复合材料的循环拉伸以及动态力学性能。结果表明，这种复合材料的弹性模量、滞后损耗、阻尼因子比SEBS分别提高165%、237%和42%。强度和阻尼性能的显著提高，主要归因于复合材料组元间界面氢键的相互作用、高效应力传递、以及氢键可逆断裂/再生过程中显著的能量耗散。
用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察两种“W替Re”型低成本第二代镍基单晶高温合金分别在982℃/248 MPa和1070℃/137 MPa条件下持久变形断裂后的微观组织，研究了其变形的机制。结果表明，两种合金的持久性能均达到第二代单晶高温合金的水平；持久变形断裂后γ'相连接并合并成“N型筏”结构，随着与距离断口位置的接近γ'相的扭曲变形程度加剧。在相同条件下8.5W+1.0Re合金γ'相的筏形化程度比8.0W+1.5Re合金低；与982℃/248 MPa条件相比，在1070℃/137 MPa下两种合金持久变形断裂后的界面位错网更加致密。在相同条件下，8.0W+1.5Re合金比8.5W+1.0Re合金的位错网更致密，8.5W+1.0Re合金在两条件下持久变形断裂后都能观察到剪切进γ'相的a<010>超位错；两种合金失稳断裂的主要原因是，γ基体中的a/2<110>位错剪切进入γ'相使筏形γ'相变形加剧，裂纹在γ/γ'界面处萌生和扩展，最终使合金断裂；γ/γ'两相界面上的位错网和a<010>超位错可在一定程度上提高合金的持久变形抗力。
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研究了Mn对Mg95.5Y3Cu1.5合金的组织、拉伸性能和腐蚀行为的影响。结果表明，随着Mn含量的提高合金中的初生α-Mg相细化，其形貌由树枝晶转变为等轴枝晶状，而LPSO相的形貌和体积分数未发生明显的变化；合金的屈服强度、极限拉伸强度和伸长率都提高，与未添加Mn的合金相比Mn含量为0.9%(原子分数)的合金分别提高了20.7%、17.6%和41.0%。合金试样在1%(质量分数)NaCl溶液中的析氢速率、质量损失速率和腐蚀电流密度都降低，腐蚀电位向正向移动，表明其耐腐蚀性能提高。
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用化学腐蚀方法制备出3D多孔自支撑型Mn50Fe12.5Co12.5Ni12.5Cr12.5高熵合金。电化学测试结果表明，将这种高熵合金放入1 mol/L KOH的碱性溶液中，电流密度为10 mA·cm-2时过电位为281 mV，Tafel斜率为63 mV/dec,表明其电催化性能优于商业RuO2的性能。在电流密度为50 mA·cm-2的条件下连续工作50 h，工作电压没有明显的升高，表明这种富锰高熵电催化电极材料具有优异的析氧稳定性。电化学阻抗谱表明，这种自支撑型结构的块体高熵合金催化剂具有出色的导电性，与负载型催化剂相比其电子转移能力显著提高。
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用1H，1H，2H，2H-全氟-1-癸醇对1，2，4-苯三酸酐中的一个官能团进行封端后替代部分顺丁烯二酸酐，与新戊二醇共缩聚合成了支链含氟聚酯，然后在含氟聚酯中加入交联剂进行固化反应制备出支链含氟聚酯膜。使用红外光谱、XRD、GPC、TG和DSC等手段表征含氟聚酯的结构、分子量和热稳定性，用万能试验机、接触角测试仪和X射线电子能谱分析了含氟聚酯膜的力学性能、表面性能及表面元素含量。结果表明，在聚酯中成功引入含氟基团使含氟聚酯比无氟聚酯的分子量增大，热稳定性先提高后降低，初始分解温度最高达299.41℃，玻璃化转变温度由6.24℃提高到46.65℃；随着含氟基团含量的提高聚酯膜的断裂伸长率降低而拉伸强度提高，拉伸强度最高达到19.97 MPa；含氟基团由含氟聚酯膜的本体向表面迁移，随着含氟基团含量的提高聚酯膜的水接触角和油接触角逐渐增大，使聚酯膜具有疏水性。
设计并用真空铜模吸铸制备了近α型双相Ti-Al-V-Mo-Nb-Zr合金系列，其成分框架满足Ti-6Al-4V的α+β双相团簇式，即α和β相团簇式的比例为12:5。同时，通过多元合金化尤其是改变Zr含量，可将后者改造成具有更高β稳定性的形式[Al-Ti14-x Zr x ](Mo0.6Nb0.2V1.2Al)，x=0.6~3。这些合金的铸态组织其特征为网篮状，并含有大量针状α'马氏体。随着Zr含量的提高这些合金的晶粒细化，其强度和硬度也随之提高，Zr含量最高的Ti-6.7Al-2.2V-2.1Mo-0.7Nb-10.0Zr合金达到超高强水平，其铸态的拉伸强度为1404 MPa，维氏硬度为451HV，与热处理后的典型超高强钛合金β-21S的性能接近，与在相同条件下制备的Ti-6Al-4V相比其强度和硬度分别提高52%和39%，比强度和比硬度分别提高45%和33%。
用磁控溅射方法制备了低粘结TaO与低摩擦系数WS复合的TiAlTaN/TaO/WS复合涂层。该涂层由Ti过渡层、TiAlTaN耐磨层、TaO低粘结层和低摩擦系数WS层组成。涂层复合使表面形貌从多边形变为球形，但是不影响原涂层的相组成和柱状晶组织。复合涂层使原涂层的硬度和弹性模量降低，但是使摩擦系数从0.648降低到0.102。低摩擦系数复合涂层的润滑性能使切削钛合金的效率提高了84%，比商用涂层提高33%。
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在芦荟叶皮中加入尿素用水热法制备炭前驱体，然后将其以不同的终温热解制备出N掺杂生物炭(NBC x )。使用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附仪(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)和动电位分析仪(Zeta)等手段进行表征，研究其对废水中Co2+的吸附性能。结果表明：NBC x 的表面有明显的层块堆积。NBC x 具有分级多孔结构，芦荟叶皮与尿素的质量比为2∶1、热解终温为800℃时制备的NBC800其比表面积为32 m2·g-1，总孔体积为0.04 cm3·g-1，其中非微孔比例高达75%。NBC800表面含有丰富的含氧和含氮官能团，N含量和O含量(摩尔分数)分别高达3.89%和46.35%，可与Co2+发生离子交换、静电吸附、络合作用和共沉淀等反应。用Langmuir等温线模型能很好地描述NBC800对Co2+的吸附过程，为单分子层吸附，最大理论吸附量高达228.31 mg·g-1。拟二级吸附动力学模型表明，吸附进行得较快。
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用匀速提拉法在氟化处理的AZ31镁合金表面制备PBA防护涂层，然后再进行等离子处理。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外测试(FT-IR)和接触角测量仪等手段对其表征，研究了等离子处理对PBA防护涂层表面的微观形貌、物相组成以及表面润湿性的影响；用动电位极化曲线(PD)和电化学阻抗谱(EIS)表征防护涂层处理镁合金的耐蚀性；对在等离子处理前后样品表面细胞的铺展进行比较，以验证防护涂层的生物活性。结果表明，等离子处理使PBA防护涂层表面粗糙化提高了氧原子的占比，从而显著提高了防护涂层表面的浸润性；等离子处理在一定程度上降低了防护涂层处理镁合金的耐蚀性，但是与未经防护处理的AZ31镁合金和氟化处理的镁合金相比其电流密度仍高2~3个数量级，表明防护涂层能有效防护镁合金基体；等离子处理，使样品表面黏附的细胞显著增多。
将E51环氧树脂引入基于Diels-Alder反应的热可逆聚氨酯，制备出环氧树脂改性热可逆自修复聚氨酯材料。引入环氧树脂，可提高改性热可逆聚氨酯的拉伸强度、杨氏模量、冲击韧性和邵氏硬度且保持较高的断裂伸长率。添加20%的环氧树脂制备的环氧树脂改性热可逆聚氨酯材料兼具优异的强度、韧性、硬度等力学性能和良好自修复性能。当环氧树脂改性热可逆聚氨酯出现裂纹裂缝等损伤后，在130℃处理20 min及60℃处理24 h便可修复损伤，并可实现同一部位多次损伤的重复自修复。力学性能提高的原因，是刚性环氧树脂相与聚氨酯弹性相相互缠结形成互穿聚合物网络结构产生的“强迫互溶”和“协同效应”；而多次重复自修复则归因于热可逆Diels-Alder反应和分子链热运动的协同作用。
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使用N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰氧基二苯甲酮共聚合成的温度响应性聚合物和以用甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的聚乙烯醇为成纤聚合物、以水为溶剂，配制纺丝液并将并列静电纺丝和紫外光辐照相结合制备出升温可卷曲的温度响应性双面纳米纤维。用扫描电镜和透射电镜均观察到这种纳米纤维具有双面结构，用核磁共振波谱仪证实用紫外光辐照可使双面纳米纤维中形成交联结构。研究了并列静电纺丝的工艺条件对双面纳米纤维的产率和平均直径的影响。结果表明，在两种纺丝液的流速不超过0.3 mL/h、纺丝电压不超过22 kV的条件下双面纳米纤维的产率高于90%，改变接收距离可在一定范围内调节双面纳米纤维的平均直径。这种双面纳米纤维在水中具有良好的稳定性，其中可水溶的聚合物含量(质量分数)低于2%。当水介质温度从25℃升高到35℃时，这种纳米纤维从伸展形态转变为卷曲的形态。这种对温度的响应性具有可逆性。
对具有交叉叠片结构的扇贝和珍珠质结构的褶纹冠蚌贝壳进行表面预处理和体外生物活性实验，对比研究了类骨磷灰石在这两种不同微观结构表面的生长。在磷酸缓冲液PBS中浸泡的初始阶段，磷灰石在交错层状结构表面沉积得很紧密，沉积速度较高；而在SBF模拟人体体液中的体外矿化过程中，在交叉叠片结构表面在较短时间内就生成了数量更多的磷灰石。长期浸泡后，两种结构的生物活性没有明显的不同。与珍珠质结构相比，在短时间内交叉叠片结构更有利于类骨磷灰石的生长。
采用SrSc0.5Nb0.5O3与(Bi0.5Na0.5)(Ti0.95Al0.025Nb0.025)O3固溶构建了无铅陶瓷体系材料(1-x)(Bi0.5Na0.5Ti0.95Al0.025-Nb0.025O3)-x(SrSc0.5Nb0.5O3)(简记为(1-x)BNTA-xSSN，x=5%、10%、15%、20%，摩尔分数)。通过传统固相反应法制备陶瓷，研究了SrSc0.5Nb0.5O3的引入对其结构、相变、储能和介电性能的影响。研究结果表明，(1-x)BNTA-xSSN样品为钙钛矿结构。其最大介电常数对应温度Tm随着SSN含量的增加而减小，相结构由四方相向伪立方相发生转变，陶瓷的铁电性减弱，弛豫性增强。当x=10%时，样品具有最大有效储能密度(Wrec)2.7 J/cm3；当x=15%时，样品具有最大储能效率(η)85%。
用渗流法制备TiZr基非晶/TC21钛合金双层复合材料，并对其微观组织和力学性能进行深入的研究。结果表明，TiZr基非晶(ZT3, Ti32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7)合金熔体与TC21钛合金之间的界面结合良好且有良好的润湿性。制备温度对双层复合材料的微观结构和力学性能有极大的影响。随着制备温度的提高，界面层的厚度和TC21钛合金的溶解量增加，非晶基体中枝晶相的体积分数增大、晶粒粗化。这种双层复合材料的强度随着温度的提高而降低，在室温下具有良好的弯曲塑性，其弯曲强度达到2177 MPa、动态压缩强度达到1326 MPa。
用激光熔覆工艺在40Cr钢表面制备CoCrFeNiTi x (x=0、0.2、0.5、0.8)高熵合金涂层并计算其热力学参数，使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度仪、摩擦磨损试验机等手段检测合金的物相组成、组织、元素分布、硬度及耐磨性，研究了Ti元素含量对其显微组织和耐磨性能的影响。结果表明：随着Ti元素含量的提高，合金物相在面心立方(FCC)结构的基础上形成了体心立方(BCC)结构，熔覆层中部的组织由晶界明显、晶粒分布均匀的等轴晶组成，最后形成了柱状树枝晶；随着Ti元素含量的提高，合金横截面的硬度逐渐提高，最高为412.32 HV0.2，比基体的硬度提高了1.8倍；涂层的磨损量和摩擦系数均随之降低，Ti含量为0.8时涂层其耐磨性能最优，磨损量最小为6.8 mg，摩擦系数为0.35。涂层的磨损机制，以磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损为主。
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在碳纤维表面自聚合沉积多巴胺对其改性，制备出碳纤维增强尼龙6复合材料(CF/PA6)。使用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪、傅里叶红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等手段表征碳纤维的表面形貌、粗糙度、润湿性和化学结构，研究聚多巴胺(PDA)沉积时间对复合材料界面力学性能的影响。结果表明：经过改性处理的碳纤维表面被一层均匀的PDA薄膜覆盖，显著提高碳纤维的表面活性、表面粗糙度和化学键能，也极大地提高碳纤维与尼龙6树脂基体之间的界面相容性。PDA沉积16 h的复合材料其界面结合强度最高，层间剪切强度达到31.7 MPa比改性前提高72.3%，弯曲强度达到308.2 MPa比改性前提高56.9%。
用真空感应熔炼惰性气体雾化法(Vacuum induction melting inert gas atomization, VIGA)制备预合金粉末，然后用热等静压(Hot isostatic pressing, HIP)工艺制备粉末冶金Inconel 718板材。用钨极惰性气体保护焊(Tungstun inert gas arc welding, TIG)将板材连接并进行焊后固溶时效、均匀化和热等静压处理。用SEM和EBSD表征焊接接头的组织并测试接头区域的显微硬度，研究了焊后热处理对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明，母材为细小的等轴晶，晶粒尺寸约为28 μm，拉伸强度接近对同牌号变形高温合金的要求。在粉末冶金Inconel 718合金的接头处未观察到宏观气孔和夹杂等焊接缺陷，热处理后接头的强度与母材的性能相当。均匀化处理后Laves相基本上溶解了，组织均匀、塑性明显提高；热等静压处理可消除焊接后板材的显微孔洞，使力学性能的稳定性提高。在拉伸过程中合金的焊接接头优先在Laves相与基体的界面产生微气孔，其聚集产生微裂纹并最终发生断裂。
将聚酰亚胺(PI)与PVDF分别溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，共混后滴入酒精与纯水的混合液中析出絮状物，将絮状物收集干燥后热压制备出热塑型聚酰亚胺/聚偏氟乙烯全有机复合薄膜。使用SEM、XRD、DSC和介电、铁电测试等手段对其表征，研究了这种材料的相容性、结晶行为和储能性能。结果表明：这种PI/PVDF全有机复合储能薄膜结合紧密，分布均匀。PI的加入促进了PVDF中γ相结构的生成，对PVDF薄膜击穿性能的影响较小，明显提高了全有机薄膜的储能性能。PI的添加量为5%的复合薄膜，在300 MV·m-1电场下可释放储能密度6.52 J·cm-3，约为相同条件下纯PVDF薄膜的1.4倍。
研究了在不同固溶及时效热处理条件下Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.6Fe亚稳β钛合金的显微组织演变和元素的再分配行为。在β单相区固溶保温后炉冷至(α+β)两相区的两阶段固溶处理，合金中生成了连续粗大的α晶界(αGB)和少量的晶内初生α相(αp)；进一步进行低温/高温两阶段的时效热处理，在低温时效过程中初步形成的ω相对在高温终时效过程中生成的次生α(αs)片层尺寸有显著的影响。用电子探针显微分析表征热处理过程中α相和β相之间的元素再分配行为并讨论了对上述显微组织演变的影响。结果表明，在固溶热处理过程中αGB和αp附近的元素再分配使α相附近局部β稳定元素的含量较高，提高了该区域β基体的稳定性，在低温时效过程中出现了无ω相析出的区域。在高温终时效过程中，在ω相辅助形核的作用下晶内析出的αs片层尺寸较小，而在αGB附近约2 μm范围内，因没有ω相的辅助生成的αs片层尺寸较大。
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使用不同品质的铬原料用真空感应熔炼制备GH4169母合金。用光学显微镜和扫描电镜等设备研究合金锭中夹杂物的特征，并分析其形成机理。结果表明，铬的纯度提高则母合金中N、P、S和Mn元素的含量降低，母合金中夹杂物的类型由为氧化物、碳氮化物和复合型夹杂转变为单一氧化物且其含量降低。
用超声辅助溶液燃烧合成技术制备双层碳包覆的Na3V2(PO4)3 (NVP)钠离子电池正极材料，并对其电化学性能进行深入的研究。结果表明，双层碳包覆在NVP颗粒表面，由内自外分别为无定形硬碳和石墨烯。石墨烯添加量为5.0%(质量分数)的碳包覆NVP复合材料具有优异的电化学性能，在1 C倍率下充放电其初始比容量为117 mAh·g–1，循环300圈后容量的保持率为79%，在10 C倍率下其放电比容量高达100 mAh·g–1。这种正极材料电化学动力学性能的提高，源于均匀的双层碳包覆结构及其构建的三维电子传输通道。
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在不同温度区间、不同条件下进行GH4169合金的热机械疲劳实验测试其热机械疲劳数据，研究了这种合金的热机械疲劳行为。结果表明：GH4169合金在热机械条件下的迟滞回线具有明显的拉压不对称性；同相位时材料承受压应力，反相位时承受拉应力。拉应力，是影响疲劳寿命的主要因素。应变幅较高时GH4169合金出现平均应力松弛，在高温半周为先循环软化后循环稳定，在低温半周始终趋于循环稳定。
用静电纺丝和氢气还原法制备FeCo/SnO2复合纳米纤维并使用X射线衍射、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和矢量网络分析仪等手段分析表征其结构、形貌、磁性及电磁特性，研究了SnO2含量对复合纳米纤维的吸波性能的影响。结果表明，添加适量的SnO2可显著提高FeCo纳米纤维的吸波性能。用SnO2摩尔含量为20%的复合纳米纤维制备的厚度仅为1.4 mm的涂层，在频率10.95 GHz处最小反射损耗(RL)为-40.2 dB，有效吸收带宽(RL≤-10 dB)为2.64 GHz (9.75-12.39 GHz)，厚度减小到1.0 mm的涂层其最大有效吸收带宽为4.16 GHz，频率范围为13.84~18.00 GHz。涂层吸波性能优异的主要原因，是阻抗匹配的改善、磁性FeCo合金与介电SnO2的电磁损耗协同作用、加强的界面极化驰豫以及纳米纤维形成的三维网络结构产生的多重反射与散射。
使用高度为50 m的落管研究了Sn-20% (质量分数) Ni包晶合金在重力和微重力作用下的凝固行为。用金相显微镜(OM)观察了合金的凝固组织并使用图像处理软件IPP(Image Pro Plus)统计了样品中的初生相、包晶相以及终凝相的含量，使用能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)仪分析了样品凝固组织中的成分分布和组成相。结果表明，Sn-20%Ni包晶合金的凝固以初生相在固液界面前沿形核、枝晶生长和包晶反应的形式进行，重力对初生相的生成和包晶反应都有显著的影响，在微重力作用下的微观组织配比、分布以及合金元素的分布都与在重力作用下明显不同。在重力的作用下残余初生相的含量和残余初生相和包晶相的总量总是比在重力作用下的低，而包晶相的含量则总是比在微重力作用下的高。同时，样品中溶质元素的分布与残余初生相和包晶相的总量的分布趋势基本一致。结果表明，微重力环境有利于Sn-20% Ni合金初生相的形核和长大，而重力环境则促进包晶反应，其原因与重力导致的浮力对流和晶核沉积有关。
基于分子动力学的Vashishta势函数研究了碳化硅纳米压痕受载诱导产生的位错环演变特征、相变转化数额和接触力学性能，分析了极端使役温度对其亚表层损伤行为和接触力学性能的影响。结果表明：碳化硅材料亚表层损伤主要以位错形核、位错堆积和位错滑移方式发生塑性变形，接触时的位错环历经位错形核、位错环生成增大、位错环繁衍增殖和位错环脆断等四个阶段。较高的使役温度，使碳化硅材料的最大承载性、硬度、杨氏模量和接触刚度曲线呈类抛物线趋势下降。其主要原因是，温度越高碳化硅晶格点阵越容易摆脱原子键能的束缚而产生晶格点阵缺陷
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