为了确保未来核聚变反应堆的氘氚自持燃烧必需采用中子增殖材料来得到合适的氚增值比。金属铍被认为是最有前途的核聚变反应堆固态中子倍增材料，但其熔点低，高温抗辐照肿胀性能差，因此需要寻找和研发具有更高熔点和更耐辐照肿胀的新型中子增殖材料以满足更先进的聚变堆要求。本研究尝试提出并制备了一种更高熔点的铍钨合金（Be12W），通过X射线和扫描电子显微镜对它的相组成和表面结构进行分析。对新型铍钨合金进行高剂量的氦离子辐照，发现合金表面一次起泡的平均尺寸约为0.8 μm，面密度约为2.4×107 cm?2，而二次起泡的平均尺寸约为80 nm，面密度约为1.28×108 cm?2。分析氦辐照引起的表面起泡及其机制，并与纯铍和铍钛合金表面起泡的情况进行了对比

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、电化学实验和浸泡实验研究了打印角度30°、45°和60°的SLM-Ti6Al4V试样的组织结构及其在NaF溶液中的腐蚀行为。结果表明，三种试样的组织结构都是原β晶粒内部交叉分布针状α'相；打印角度45°试样中针状α'相尺寸与微观结构晶格畸变程度最小。电化学测试结构表明，三种试样在NaF溶液中的腐蚀行为特征都是随溶液浓度增加，由自发钝化逐渐转变为活性溶解，其临界氟离子浓度分别处于0.0005～0.00075、0.00075～0.001和0.0005～0.00075 mol·L?1。浸泡试验结果表明，当NaF浓度低于临界氟离子浓度的时候，试样表面基本保持完整，而高于临界值的时候试样表面发生活性溶解。此外，对比三种试样的耐腐蚀性能可以发现，打印角度为45°试样的耐腐蚀性能优于其他试样的性能

采用高温固相法成功制备了 Li2x−ySr1−xTi1−yNbyO3(x=3y/4, y=0.25, 0.5, 0.6, 0.7, 0.75, 0.8) 锂离子固体电解质，并通过X 射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、交流阻抗图谱、恒电位极化等分别研究了各个组分的晶体结构、微观形貌、离子电导率和电子电导率. XRD 显示当 y≤0.70 时，材料为立方钙钛矿型结构，几乎没有杂质相生成. SEM 表明随着掺杂含量 的增加材料的晶粒尺寸逐渐增大. Li0.35Sr0.475Ti0.3Nb0.7O3 锂离子固体电解质有着高离子电导率，为 3.62×10−5 S·cm−1，其电子电导率为 2.55×10−9 S·cm−1，活化能仅为 0.29 eV. 使用以 Li0.35Sr0.475Ti0.3Nb0.7O3 为隔膜的 LiFePO4/Li 半电池经过 100 圈循环后，放电比容量仍有 93.9 mA·h·g−1，容量保持率为 90.72%

为获得一种锌电积用低成本、低析氧电位和高催化活性的阳极，在铝棒表面通过挤压复合技术包覆Pb-0.2% Ag合金得到Al棒Pb-0.2% Ag阳极.在含氟的硫酸溶液中，通过阳极氧化在Pb-0.2% Ag合金和Al棒Pb-0.2% Ag合金阳极表面形成具有高催化性能的膜层，采用显微图像分析仪和数显显微硬度计表征了膜层的厚度及硬度，并通过电子拉伸试验对比了两种阳极的极限抗拉强度.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、循环伏安法、阳极极化和交流阻抗法等技术手段研究了Al棒Pb-0.2% Ag与Pb-0.2% Ag阳极表面氧化膜层的物相、形貌以及电化学性能.结果表明：Al棒Pb-0.2% Ag阳极相比Pb-0.2% Ag阳极表面易生成致密较厚的氧化膜层，且膜层硬度提升了41.64%，其氧化膜层主要物相均为电催化活性良好的β-PbO2.新型阳极的极限抗拉强度是传统阳极的1.3倍，大大改善了阳极材料的机械性能.阳极极化曲线数据显示Al棒Pb-0.2% Ag/PbO2阳极在电积锌体系中具有较低的析氧电位(1.35 V vs MSE，500 A·m-2)和较高的交换电流密度(7.079×10-5 A·m-2).循环伏安曲线和交流阻抗数据显示Al棒Pb-0.2% Ag/PbO2阳极具有较高的电催化活性、较大的表面粗糙度和较小的电荷传质电阻.在电积锌实验中，栅栏型Al棒Pb-0.2% Ag/PbO2阳极相比传统Pb-0.2% Ag阳极平均槽电压下降了75 mV，而且大大减少了阳极泥的产生

为了探讨Cr3C2强化相提高Cr3C2/Ni3Al复合材料耐磨性的机制, 本文采用热等静压技术制备了Ni3Al合金和Cr3C2/Ni3Al复合材料, 借助纳米压痕仪对Ni3Al合金和Cr3C2/Ni3Al复合材料中各组成相的力学性能进行了表征, 利用销-盘式摩擦磨损试验机研究了热等静压Ni3Al合金和Cr3C2/Ni3Al复合材料的耐磨性能, 并结合扫描电子显微镜和纳米压痕仪分析了材料磨损表面形貌和磨损次表面层硬度变化.结果表明, Cr3C2的添加提高了复合材料基体的硬度, Cr3C2/Ni3Al复合材料中各组成相的纳米硬度和弹性模量由基体相、扩散相到硬芯相是逐渐增大的, 呈现出梯度变化, 有利于提高Cr3C2/Ni3Al复合材料的耐磨性.在本研究实验条件下, Ni3Al合金和Cr3C2/Ni3Al复合材料表面的磨损形式主要为磨粒磨损, Cr3C2/Ni3Al复合材料表现出更加优异的耐磨性能.Cr3C2/Ni3Al复合材料耐磨性能的提高主要跟碳化物强化相阻断磨粒切削、减弱摩擦副间相互作用、减小加工硬化层厚度、磨粒尺寸等因素有关

当使用Ar+离子轰击Cu-Fe合金薄膜试样时,试样中所存在的fcc亚稳状态小铁颗粒将发生马氏体相变。定量立体电子显微术的试验结果表明:(a)马氏体相交只限于在那些临近试样表面的小铁颗粒内发生(b)尽管试样的下表面不受Ar+离子的轰击,也浸有幅射缺陷存在,但靠近下表面的小铁颗粒仍然发生了马氏体相变。可见,由于离子轰击所引起的弹性表面波(Rayleigh Waves)是促成相变产生的原因。受轰击试样的高分辨率晶格象表明上述的马氏体相变又可分为二种类型:部份型转变(Partially transformation)和整体型转变(fully transformation)。其中,整体型转变后的小铁颗粒具有孪晶型组织,使用一般的透射电子显微镜也能看到;而部份型转变后的小颗粒里则含有很薄的马氏体片层,这些马氏体片平行于未转变区内奥氏体的致密排列面。整体型转变只是在试样表面处的小铁颗粒内发生,原因可能是这里的小铁颗粒有着足够的自由表面。而部份型转变则是在被铜基体完全包裹着的颗粒内发生

利用激光-超高压电子显微镜系统在500℃对SUS316L奥氏体不锈钢进行了电子束辐照和脉冲激光-电子束双束同时辐照(以下简称:同时辐照),通过观察和分析辐照后自由晶界处无空洞区域以及元素偏析,以电子束辐照结果为标准,对比研究了同时辐照对空位扩散的影响.结果表明:同时辐照后的无空洞区域宽度为48 ±16 nm,小于电子辐照的71 ±27 nm;不论在偏析程度还是偏析宽度上,同时辐照条件下Cr和Ni的偏析都小于对应的电子束辐照;同时辐照下空位的扩散通量仅为电子束辐照的45.7%.通过分析得出,和电子辐照相比,同时辐照促进了空位与间隙原子的再结合,限制空位向尾闾扩散,进而造成流入尾闾的空位数量减少,极大地抑制了辐照偏析与肿胀.脉冲激光-电子束双束同时辐照可以为探索抑制肿胀方法提供新的思路

本文采用偏光、反光及高温显微镜的研究方法为主,并配合x射线分析和扫描电子显微镜分析等研究方法,较详细地研究了包钢高炉炉瘤中的矿物组成及其显微结构的特征。研究表明:(1)在包钢炉瘤中存在有大量的钾、钠硅铝酸盐矿物,如钾霞石(K2O·Al2O3·2SiO2)、白榴石(K2O·AlO3·4SiO2)、斜长石(Na2O·Al2·6SiO2-CaO·Al2O3·2SiO2)、氟云母(KAl3Si3O10F2-K(Fe,Mg)3AlSi3O10F2)等,还有氟硅钾石(K2SiF6)、冰晶石（Na3AlF6）、枪晶石（3Ca0·2SiO2·CaF2）萤石（CaF2）、碳酸钾（K2CO3）硅酸钾K2SiO3)、硅铝酸钾（K2O·Al2O3·SiO2）及氟化钾（KF）、氟化钠（NaF）等。研究认为钾、钠碱金属在炉内的循环富集,是高炉结瘤的根本原因。（2）除钾、钠碱金属在炉内循环富集外,同时还存在着氟的循环富集,研究认为氟对高炉炉瘤的生成起到一定的促进作用。（3）通过对高炉炉瘤以及高炉终渣矿物组成的研究证明,防止高炉结瘤最根本的措施是减少入炉原料中的碱金属含量。在当前入炉原料条件下,采用低碱度酸渣冶炼,以利在高炉终渣中生成碱金属硅酸盐矿物,提高终渣排碱率,减少碱金属在炉内的富集,已为当前生产中防止结瘤的有效措施

以12Cr-0.5Ti-1W的气雾化粉和纳米Y2O3粉末为原料，通过对预合金粉末的机械合金化和热等静压烧结成型的方法制备了12Cr-ODS铁素体钢，然后运用锻造和热处理等方法实现对材料力学性能的提高.在透射电子显微镜下观察到组织中弥散分布的纳米氧化物颗粒，能谱分析确定氧化物弥散颗粒为Y-Ti-O的复杂氧化物.利用抗拉强度测试和超声无损检测等方法对12Cr-ODS铁素体钢的力学性能进行了分析

对H13热作模具钢试样进行600 ℃等温疲劳实验，通过显微维氏硬度计、金相显微镜（OM）、超景深显微镜和扫描电子显微镜（SEM）等设备研究了0.7%，0.9%和1.1%三种不同应变幅对疲劳行为的影响。结果表明：应力应变滞后回线呈现对称性，应变幅越大，滞回环面积越大。H13钢在实验中呈现循环软化的特征，应变幅越大，疲劳寿命越短，1.1%应变幅试样寿命约为0.7%应变幅试样的61.2%。应变幅的增加对裂纹萌生和扩展起促进作用，1.1%应变幅试样裂纹扩展最明显。高温非真空实验条件下，材料表面产生的氧化物也会促进裂纹扩展。疲劳后试样微观组织发生明显的长大和粗化，较大应变幅对碳化物析出有更大的助力，还会加速材料软化。有应变幅试样显微硬度远低于无应变幅试样