采用固相法制备Sm³⁺掺杂SrBi_8-xSm_xTi₇O₂₇（SBT-BIT-xSm³⁺，0≤x≤0.50）共生铋层状陶瓷，研究了不同掺杂量的Sm³⁺对样品的结构、介电、压电以及光致发光性能的影响。结果表明：所有陶瓷样品均为单一的共生铋层状结构，XRD精修和Ramam结果显示Sm³⁺掺杂引起样品晶格畸变的减小，适量的Sm³⁺掺杂降低了介电损耗tanδ，提升了压电常数d₃₃，当x=0.30时，综合电性能最佳：压电常数d₃₃=16.3 pC/N，tanδ=0.90%。在407 nm近紫外光的激发下，SBT-BIT-xSm³⁺陶瓷样品在598 nm处存在最强的红橙光发射，当x=0.15时，发光强度达到最佳，Sm³⁺掺杂SBT-BIT共生铋层状陶瓷在光-电多功能器件等领域中具有潜在的应用前景。

采用固相合成法制备了Na_0.5Bi_4.5-x（Sm_0.5Ce_0.5）_xTi₄O₁₅（NBT-x（Sm, Ce））铋层状无铅压电陶瓷，并研究了（Sm, Ce）³⁺掺杂对陶瓷材料结构与光电性能的影响。当（Sm，Ce）掺杂到NBT中，陶瓷的相结构和形貌均没有明显变化，而且促进了体系电学性能。当x=0.008时，其剩余极化强度达到2P_r=13.33 μC/cm²，同时Curie温度高达640 ℃。（Sm, Ce）掺杂改性后，使NBT陶瓷具有了光致发光特性，室温下表现为明亮的橙色光。在407 nm光的激发下，样品在597 nm波长下出现较强的发射带，对应⁴G_5/2→⁶H_7/2能级跃迁。作为一种多功能材料，（Sm, Ce）掺杂的NBT压电陶瓷在光电器件和传感器等方面有着广阔的应用前景。

利用固相烧结法制备出了ZnO-Pr₆O₁₁-Co₂O₃-Cr₂O₃-La₂O₃氧化锌压敏陶瓷。研究了La₂O₃掺杂对氧化锌压敏陶瓷微观结构、压敏特性以及介电性能等方面的影响。结果表明：在La₂O₃掺杂量为1.5%（摩尔分数）时，氧化锌压敏陶瓷的综合性能最好，其晶粒尺寸最小且较为均匀，击穿场强达到最高（752 V/mm），非线性系数较大（12），晶界电容达到最大（276 pF），介电损耗较小。

以炭黑和B₂O₃为原料、金属Mg为还原剂，采用燃烧合成法制备B₄C粉体。以燃烧合成的B₄C粉体为吸收剂、石蜡为结合剂制备试样，采用矩形波导法测试不同B₄C掺量试样在X波段（8.2~12.4 GHz）的复介电常数，基于传输线理论计算试样反射损耗。结果表明：燃烧合成产物酸洗后可除去MgO、Mg₃B₂O₆等杂质相，产物晶粒尺寸为0.4~1.0 μm，为斜六方晶体结构；试样复介电常数实部和虚部随B₄C掺量增加而增大，掺量50%（质量分数）时实部和虚部分别达到19.33和10.40；掺量为33%时，试样吸波性能最佳，当厚度为2.3 mm时，其反射损耗峰值为-21.1 dB，有效吸收频带达2.95 GHz。说明碳化硼是具有前景的高温微波吸收剂。

介绍了一种无铅发光应变材料（Bi_0.5Na_0.5）_0.935-xSm_xBa_0.065Ti_1-xSb_xO₃（BNT-0.065BT-xSmSb）陶瓷。研究了Sm/Sb对BNT-0.065BT相结构、形貌和电性能的影响。BNT-0.065BT-xSmSb陶瓷均呈现纯钙钛矿相结构。Sm/Sb的加入诱导铁电弛豫相变，从而促进了应变的改善。当x=0.004时，单极应变为0.31%（70 kV/cm），相当于大信号d₃₃^*（S_max/E_max）为443 pm/V。此外，发光性能研究表明，BNT-0.065BT-xSmSb陶瓷在407 nm激发下呈现明亮的橙红色发光。发光强度随着Sm/Sb掺杂浓度的增加而增大，其主要发射峰为599 nm附近的强红色发射峰，对应于⁴G_5/2→⁶H_7/2跃迁。BNT-0.065BT-xSmSb陶瓷作为一种多功能材料，在光电一体化和耦合器件的应用中显示出巨大的潜力。

利用无压真空烧结炉，选用C和Si作为烧结助剂，将不同含量的TiB₂作为第二相添加到B₄C基体中，在不同温度下进行无压烧结制备出B₄C-TiB₂复相陶瓷。研究了B₄C-TiB₂成分配比和烧结温度对复相陶瓷微观结构和力学性能的影响，以及B₄C-TiB₂复相陶瓷的增韧机理。结果表明：当烧结温度为2 200 ℃、TiB₂含量为30%时，所制复相陶瓷的致密度及综合力学性能最高，致密度为94.59%，洛氏硬度、抗弯强度和断裂韧度分别为87.62、182 MPa、3.97 MPa·m^1/2；TiB₂颗粒能有效的钉扎晶界，抑制B₄C晶粒的长大，起到细晶强化的作用，TiB₂和叠层状石墨相阻碍了裂纹扩展，提高复相陶瓷的断裂韧性。

采用反应烧结法制备氮化硅泡沫陶瓷，对坯体进行预埋粉处理，烧结得到厚度为500 μm左右的致密外壳，最厚处可达693 μm。经1 400 ℃氮化6 h后，外壳的微观形貌为交错排列的晶柱状；氮化温度升至1 450 ℃时，壳层中晶柱长度有所增加。氮化时间延长至10 h后，外壳的微观形貌均转变为粗晶柱状，降低了晶柱的长径比。外壳使泡沫陶瓷具有一定弹性（杨氏弹性模量为117-352 MPa），其抗压缩强度相对无外壳样品最高提升47%。并且，外部壳层的存在对泡沫陶瓷的开孔率、密度及导热系数影响非常小。

以海藻酸钠为凝胶体系、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）为发泡剂，采用凝胶注模与发泡法相结合的技术制备了Al₂O₃多孔陶瓷坯体，并利用无压烧结工艺进行材料的烧结。研究了固相含量及发泡剂含量与Al₂O₃多孔陶瓷坯体的气孔率与抗压强度之间的关系，探讨了烧结温度对Al₂O₃多孔陶瓷烧结体的显微结构及力学性能的影响规律，并研究了海藻酸钠体系的凝胶固化机制。结果表明，海藻酸钠与Ca²⁺反应形成网络结构，实现了Al₂O₃陶瓷粉体的固化成型。25%（体积分数）固相含量及3.0%（质量分数）发泡剂含量为最佳含量，有利于制备气孔率高、气孔孔径均匀的多孔陶瓷坯体。随着烧结温度升高，Al₂O₃多孔陶瓷烧结体气孔率下降，抗压强度上升，过高的烧结温度引起Al₂O₃晶粒异常长大，抗压强度降低。

研究了TiN的来源（TiN粉、TiO₂粉和TiO₂溶胶）对热压烧结Si₃N₄-TiN复相陶瓷的相组成、显微结构与力学性能的影响。结果表明，当以TiN粉为第二相添加剂时，试样中仅检测到β-Si₃N₄和TiN相，Si₃N₄晶粒与TiN颗粒较粗大，硬度、强度和断裂韧性分别为（15.6±0.3）GPa、（1 058±78）MPa和（11.2±0.6）MPa·m^1/2；当以TiO₂粉为第二相添加剂时，除了β-Si₃N₄和TiN相，还检测到O′-Sialon相，O′-Sialon相的含量为8.7%（质量分数），Si₃N₄晶粒与TiN颗粒均匀细小，样品硬度提高到（16.7±0.4）GPa，强度和断裂韧性没有显著变化，分别为（986±76）MPa和（11.3±0.4）MPa·m^1/2；当以TiO₂溶胶为第二相添加剂时，同样检测到O′-Sialon相，O′-Sialon相的含量为12.5%，Si₃N₄晶粒与TiN颗粒均匀细小，样品硬度较高为（16.6±0.5）GPa，其强度和断裂韧性较低分别为（788±94）MPa和（10.2±1.0）MPa·m^1/2。以TiO₂粉为第二相添加剂时，可获得显微结构均匀细化、综合力学性能较佳的Si₃N₄-TiN复相陶瓷材料。

采用流化床化学气相沉积法（FB-CVD）制备了碳化硅包覆层，利用多尺度耦合模型对包覆过程进行了模拟，以提高包覆层的均匀性。开发了可应用在核能领域的碳化硅材料，如致密碳化硅层、细晶粒碳化硅包覆层、碳化硅/碳/硅混合包覆层、多孔碳化硅包覆层、碳化硅纳米线、碳化硅纳米粒子等。为了评估碳化硅包覆层的可靠性，进行了极端条件下的模拟事故氧化考验。对于以碳化硅为主要包覆层的燃料元件，在高通量核反应堆中进行了辐照试验，结果表明：该碳化硅包覆层材料在核应用中的表现优异。

采用振荡压力烧结法制备了致密度高、晶粒细化、力学性能优异的氧化锆陶瓷，研究了水热老化时间对两种氧化锆陶瓷（振荡压力烧结OPS，热压烧结HP）的显微结构、相变及力学性能的作用规律及机制。Raman分析表明：随着老化时间的延长，2种材料中单斜相氧化锆的含量缓慢增加，但OPS氧化锆在178、189 cm^-1处的峰值强度显著低于HP氧化锆。水热老化导致氧化锆表面微裂纹、颗粒粗化等现象，当老化时间为18 h时OPS氧化锆和HP氧化锆的抗弯强度分别为1 216和878 MPa。纳米压痕测试表明：OPS氧化锆的力学参数显著优于HP氧化锆。因此，OPS烧结技术有望极大拓展氧化锆陶瓷在生物医学领域的应用。

提出一种陶瓷浆料制备方法，以提高氧化锆在浆料中的分散性和陶瓷坯体的强度，并对浆料的理化特性进行了分析。通过微流挤出成形工艺对陶瓷浆料挤出成形，并对坯体进行不同处理，分析其力学性能。结果表明：600 r/min球磨12 h后氧化锆粒径达到最小和zeta电位最大；pH为8.5时加入5%~6%（质量分数）的聚丙烯酸钠浆料黏度最低。此工艺制备的氧化锆浆料在挤出成形过程中流畅，符合微流挤出要求。成型坯体烧结效果也满足义齿力学性能要求，与其他工艺对比发现，打印坯体烧结后表面粗糙度和力学性能均良好。

设计了β-锂霞石/BS复合玻璃钎料（BSL），探究了β-锂霞石掺入量对复合玻璃钎料特征温度、热膨胀系数、润湿性及连接微观组织和力学性能的影响机制。随β-锂霞石掺入量增加，BSL复合玻璃钎料热膨胀系数逐渐降低且下降程度逐渐增大，其特征温度则逐渐升高且升高程度呈逐渐增大趋势，在相同温度下的表观接触角增大，同时其表观接触角随温度的变化变缓。当T=850 ℃、t=10 min时，复合玻璃钎料（BSL3）连接RB-SiC陶瓷的界面与相同工艺参数下的RB-SiC/BS界面组织相似，但在玻璃焊缝中，β-锂霞石转变为块状灰色KAlSiO₄（钾霞石）晶体。块状KAlSiO₄负膨胀相可降低热膨胀系数、阻止裂纹扩展，连接接头因此取得了较好的强化效果，接头的压剪强度从未强化前的5.2 MPa提高到10.9 MPa。

以钼矿尾矿为主要原料（55%），结合高岭土、红泥、长石、玻璃粉及发泡剂，烧结制备了保温陶瓷板，并对其进行了表面装饰。测定了保温陶瓷板的吸水率、体积密度、抗压强度、导热系数，观测了其显微结构并对气孔孔径进行了统计。研究了烧成温度、泥浆细度以及发泡剂添加量对保温陶瓷板的孔径影响规律。结果表明：发泡剂添加量对保温陶瓷板的孔结构、孔径大小及分布影响最为显著，是获得低导热系数保温陶瓷板的关键。钼矿尾矿基隔热保温板固废含量高、隔热保温性能优异且质轻，是一种具有广阔市场前景的新型建筑保温材料。

研究了基于对称双阴极结构电池堆单元和电池短堆从室温到运行温度的多次快速升降温的热稳定性性能。结果显示：由于新结构电池可进行阴极侧电子收集的2次施压操作，且快速升降温后电池堆单元和电池短堆性能维持稳定并还略有上升。因此，无论是电池堆单元还是电池短堆，该结构的电池具有良好的热稳定性与可拆卸的电子收集功能。这种可承受快速升降温和可拆卸电子收集与2次施压的特性为对称双阴极结构电池的快速启动、重复再利用打下了基础，是大面积固体氧化物燃料电池的新型特性，在某些特殊领域具有较强的应用潜质。

通过水热碳化成球及后续热解反应从过期复方阿胶浆中提取得到了硬碳材料，并研究了其微观形貌、元素组成、结构和储钠性能。结果表明，所得到的碳材料呈现平均直径约为4.3 μm的光滑微球形貌，氮/硫元素均匀地分布在碳微球中且石墨化程度较低；在0.5和1.0 A/g各循环500圈时，碳微球负极的可逆放电比容量分别稳定在225和180 mAh/g，即使在高达2.0 A/g的电流密度循环1 000圈时，放电比容量仍维持在108 mAh/g，表现了良好的高倍率循环储钠稳定性。无疑，该结果有助于推进过期废药的循环经济模式和绿色能源的发展。

采用溶剂热法和原位法制备了两种具有不同形貌CuS对电极，并应用于量子点敏化太阳能电池（QDSC）中。结果表明：在原位法制备的CuS对电极中，由尺寸在20 nm左右的CuS纳米颗粒团聚成较大的不规则颗粒；在水热法制备的CuS对电极中，其微观结构为纳米棒和纳米片组成的复合结构。与Pt对电极相比，两种CuS对电极的电学性能均优于Pt对电极：原位法制备的CuS对电极的光电转换效率最大，为1.840%，界面传荷电阻R_ct为3.346 Ω；溶剂热法制备的CuS对电极的光电转换效率为1.450%，界面传荷电阻R_ct为2.609 Ω，Pt对电极的光电转换效率为0.940%，传荷电阻R_ct为11.680 Ω。

对乙醇燃料应用到新型对称双阴极结构固体氧化物燃料电池中直接内重整反应运行进行了探索研究。结果显示，将乙醇以一定的水醇比通入到电池中在输出功率密度为0.137 W/cm²@0.8 V下运行超过100 h依然保持稳定，电池内部发生轻微的积碳现象，表明该新型结构电池可进行碳基燃料直接内重整运行，具有较好的应用前景。

采用固相法合成了新型白光LED用橙红色NaLa_1-xSm_xMgWO₆荧光粉，并对样品的物相、形貌、发光性质及热稳定性进行了研究。结果表明：NaLaMgWO₆具有单斜晶系的复合钙钛矿结构。在406 nm激发下，NaLa_1-xSm_xMgWO₆荧光粉将发射以645 nm为主的发射峰，其对应于Sm³⁺的4G_5/2→⁶H_9/2跃迁。样品发光强度随Sm³⁺掺杂浓度的增大，先增大后减小，Sm³⁺的最佳掺杂量为x=0.05。通过对荧光粉的发光浓度淬灭曲线分析，可知Sm³⁺在NaLaMgWO₆基质中是通过电偶极-电偶极的多极矩相互作用的方式来实现能量传递。研究了不同温度下NaLa_1-xSm_xMgWO₆荧光粉的发光特性，通过Arrhenius激活能模型对其温度淬灭过程进行分析，证明Sm³⁺的⁴G_5/2能级温度淬灭机理为Crossover过程，并计算其热激活能ΔE约为0.326 eV。

采用常规液相沉淀反应合成了沸石咪唑酯金属有机骨架化合物ZIF-67，并对母液进行浓缩结晶以回收钴基化合物。通过高温焙烧的方式将ZIF-67及其母液转化为2种Co₃O₄（记作Co₃O₄-S和Co₃O₄-L）作为氨硼烷水解的催化剂前驱体。考察了反应液中氨硼烷浓度、催化剂浓度和反应温度对体系产氢速率的影响，并进行动力学分析。结果表明：Co₃O₄-S为多孔多面体结构而Co₃O₄-L为纳米颗粒；增加反应液中氨硼烷浓度和催化剂浓度有助于提升体系的产氢速率；经4次循环使用后，Co₃O₄-S催化产氢速率无衰减，Co₃O₄-L催化产氢速率为初始值的78%。