梳理了钨青铜氧化物铁电相变与介电特性的演化规律，构筑了调制结构对其铁电相变与宏观铁电性能影响的物理图像。A位离子通过对氧八面体倾转的影响使晶体形成不同的调制结构，而调制结构自无公度向公度的转变与铁电相变温度的相互关系、决定了钨青铜氧化物由正常铁电体向弛豫铁电体的演化。低温下调制结构逐渐退出，而调制结构退出过程中与铁电序的相互作用应是钨青铜氧化物中普遍存在的低温介电弛豫的结构起源。

由创伤、骨肿瘤切除、交通事故等原因引起的骨缺损使骨支架的需求增加。增材制造技术在制造个性化复杂结构骨支架方面具有突出优势。采用数字光处理（DLP）技术成形出金刚石结构、菱形十二面体结构和八角桁架结构3种点阵结构的羟基磷灰石[Ca₁₀（PO₄）₆OH₂，HA]陶瓷素坯，进而成功烧结出孔隙率为70%的3种点阵结构HA陶瓷支架，烧结后孔径最小为200~300 μm。结果表明，1300℃烧结后的HA陶瓷部分分解为了β-磷酸三钙，且陶瓷晶粒之间结合致密。力学强度模拟与实际结果相符，八角桁架点阵结构的平均抗压强度最大，为3.16 MPa。经体外细胞实验表明，HA陶瓷骨支架表面有利于骨间充质干细胞（rBMSCs）良好的铺展粘附，DLP制备的HA陶瓷具有良好的生物相容性。DLP技术成形高精度点阵结构HA陶瓷骨支架在骨组织工程中有望得到广泛的应用。

钙钛矿和类钙钛矿型微波介质陶瓷因其独特的化学结构而具有非常优异的介电性能，已广泛应用于卫星通信、雷达、民用移动通信等领域，在微波通讯技术中扮演着重要的角色，是目前功能陶瓷领域的研究热点之一。综述了近年来钙钛矿和类钙钛矿型微波介质陶瓷的研究进展，介绍了钙钛矿型陶瓷的晶体结构、微波介电性能。总结了不同位离子置换、复合改性以及低温烧结等对钙钛矿和类钙钛矿型陶瓷微波介电性能的影响，提出了目前该类微波介质陶瓷研究所存在的主要问题，并对其发展方向进行了展望。

采用高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）与球差校正电镜高角环形暗场（HAADF）像研究了层状钙钛矿La_0.9Sr_0.1TiO₃+δ（LST）的显微结构，揭示了该材料体系中存在的氧空位缺陷对晶格结构的作用机制。结果表明：材料晶格结构受缺氧环境的影响会引起LST晶胞a，b轴长度的缩短与c轴的相对伸长，在整体上表现为晶胞的体积收缩。基于高分辨显微像与Z衬度原子像的分析，能够识别由氧空位引发的部分原子面重排以及由连续晶格畸变所导致的位错现象。氧空位缺陷的有效调控将对优化材料微观结构，进一步制备高反射率钙钛矿材料具有重要意义。

采用传统固相法制备（NaBi）_0.5-x（KCe）_xBi₂Ta₂O₉（NBTO-x，0≤x≤0.15）无铅压电陶瓷，研究K/Ce离子含量对NBTO陶瓷结构和电学性能的影响。结果表明：所有陶瓷样品均生成了m=2的铋层状结构化合物，且未发现其他明显杂峰；随着K/Ce离子含量的增加，样品的Curie温度T_C逐渐降低；K/Ce离子掺杂提高了样品的压电性能，压电常数d₃₃随掺杂量提高呈现出先升高后降低趋势，当x=0.075时，样品的综合性能达到最佳：d₃₃=19.0 pC/N，Curie温度T_C=735℃，介电损耗tanδ=0.137%，体积密度ρ=9.113 g·cm^-3；NBTO（x=0.075）陶瓷在600℃退火2 h，其d₃₃仍高达17.8 pC/N，约为初始值（d₃₃=19.0 pC/N）的93.7%，表现出良好的温度稳定性。

采用传统固相法制备Ca_1-xLa_xBi₂Nb₂O₉（CBN-xLa，x=0.00，0.02，0.04，0.06，0.08，0.10）陶瓷，研究了La³⁺掺杂对CaBi₂Nb₂O₉陶瓷的晶体结构、微观形貌、介电性能、压电及铁电性能以及高温导电机制的影响。结果表明，适量的La³⁺取代Ca²⁺优化了晶体结构，细化晶粒，通过施主掺杂降低了氧空位，有效地改善了CaBi₂Nb₂O₉陶瓷的电性能。其中Ca_0.92La_0.08Bi₂Nb₂O₉是最优组分，获得压电性能d₃₃、Curie温度T_C和剩余极化强度2P_r分别为11.7 pC/N、905℃和9.51 μC/cm²，并且在550℃条件下的tanδ为3.87%，退火处理后，所有组分样品在800℃条件下均保持较稳定压电性能。复阻抗谱表明阻抗是由晶粒晶界共同作用，导电机制与氧空位有密切关系，且La³⁺能有效提高高温电阻率，使得其在高温传感器中具有应用潜力。

采用多物理场仿真软件建立梯度结构压电纤维复合材料能量采集动态仿真模型，研究了叉指电极结构、压电纤维复合结构层参数以及外加负载等对能量采集特性的影响及相关规律。结果表明：在相同宏观压电层结构参数条件下，梯度结构压电纤维复合材料可获得比传统结构更高的输出电压；保持梯度结构参数不变的前提下，聚合物弹性模量越小输出电压越高，随着压电纤维体积分数的增加输出电压先增加后降低，聚合物弹性模量越大则获得最大输出电压时的压电纤维体积分数也越高；合理调节系统的机械载荷频率和负载电阻，可以有效增强能量采集模型的电输出性能。

对平纹编织C/SiC复合材料样品拉伸破坏过程的声发射进行监测，采用基于改进遗传算法的无监督聚类方法对声发射信号进行模式识别，统计分析各类声发射模式的特征及其演化过程，结合断口分析，研究了C/SiC复合材料的拉伸强度、损伤机制与声发射信号演化之间的关系。结果表明：维断裂的声发射能量能够反映纤维/基体界面结合强度；低强度C/SiC材料中存在引起应力集中的基体富集区，在加载初期基体开裂事件占比超过50%；中强度C/SiC材料由于较强的界面，纤维损伤以单丝或部分纤维断裂事件为主；高强度C/SiC材料界面结合强度适中，纤维簇断裂是主要的失效模式。

采用新型振荡压力烧结技术制备高性能氮化硅陶瓷，并对比热压烧结技术，研究了不同工艺下氮化硅陶瓷的致密度、物相、晶粒尺寸、微观形貌及力学性能变化规律，分析了振荡压力对氮化硅陶瓷的致密化作用。结果表明：振荡压力烧结工艺下氮化硅陶瓷实现了α相到β相的物相完全转变，相对密度达到了99.82%；对比热压烧结工艺，振荡压力作用下氮化硅陶瓷的晶粒尺寸明显增加，晶粒平均长径比由3.79增加到4.86，弯曲强度、硬度及断裂韧性分别提高到1333 MPa、16.2 GPa、12.1 MPa·m^1/2，断裂表面能也明显提高。OPS试样晶粒表面观察到了明显的形变条纹和位错运动区域。振荡压力的引入提高了致密化速率和晶粒的生长驱动力，且能够促进氮化硅在致密化过程中塑性形变的产生，有效加快了烧结致密化进程。

气凝胶材料被誉为“21世纪改变世界的神奇材料”，其独特的超多孔结构使其具备众多优异特性，有着广泛的应用前景。然而，气凝胶材料自身结构的脆弱和繁琐的制备流程严重制约了其普及应用。本工作概述了气凝胶材料的发展现状，总结了气凝胶材料常用的几种结构强化策略，介绍了近年新出现的仿生强化、浓差诱导强化和微波烧结等工艺优化增强等方法，并展望了气凝胶材料的未来发展前景。

利用固相法原位合成的Pr_0.833Al_11.833O₁₉板状晶以期提高氧化锆增韧氧化铝陶瓷[ZTA，15%（质量分数） ZrO₂]的断裂韧性。重点研究了Pr₆O₁₁的掺杂量和烧结制度对ZTA陶瓷微观结构和力学性能的影响。结果表明：当Pr₆O₁₁掺杂量≥1.0 %时，依次在600℃保温4 h、800℃保温1 h和1600℃保温2 h烧结，可以原位生成板状Pr_0.833Al_11.833O₁₉晶体。在优化的制备条件下，可得到平均长径比为11.76、均匀分布在Al₂O₃晶界处的Pr_0.833Al_11.833O₁₉板状晶，使ZTA的断裂韧性达到6.37 MPa·m^1/2，比ZTA提升了88%，增韧效果良好。

开发了一种四方相氧化锆陶瓷材料的二次分步加压辅助闪烧烧结工艺，该工艺对加压辅助闪烧工艺进行了优化，消除了临界闪烧温度下高功率闪烧导致的微观组织结构劣化现象。结果表明：多次分步加压辅助闪烧工艺保留了闪烧方法低温、瞬时烧结的优点，规避了复杂生坯压制工序和贵金属电极高昂成本，钇稳氧化锆可通过多次闪烧获得致密化，该工艺烧结温度低于1050℃，烧结时间小于200 s，制备的四方氧化锆陶瓷材料的密度达到90%以上。

白色发光二极管（WLED）具有长寿命、高光效、节能环保等独特优势，是目前公认的第四代绿色照明光源，在照明等高技术领域具有重要的应用前景。目前，WLED的主要实现形式为蓝光芯片搭配YAG：Ce³⁺荧光粉，封装荧光粉的树脂导热性较差，导致LED的发光性能随温度的升高逐渐下降，难以应用于大功率照明。因此，如何获得高质量、高稳定性、无需树脂的块体荧光材料成为提升WLED发光效率和应用可靠性的关键。近年来，利用定向凝固方法制备的高性能Al₂O₃/YAG：Ce³⁺块体共晶荧光复合陶瓷以其优良的发光性能、高温强度、热稳定性以及低的背散射损失和高量子效率，被认为是一种有望替代荧光粉、用于大功率WLED照明的新型块体荧光材料。总结了近年来发展的定向凝固Al₂O₃/YAG：Ce³⁺共晶荧光复合陶瓷的主要制备方法，阐述了共晶荧光复合陶瓷的凝固组织、发光机理以及影响发光性能的主要因素，展望了白光LED用Al₂O₃/YAG：Ce³⁺共晶荧光复合陶瓷的发展趋势。

在介绍了直拉法单晶硅中位错形成及运动机理的基础上，归纳了其生长过程中籽晶热冲击、固液界面、晶体直径和杂质等因素对位错的影响，分析了硼、锗、氮、磷、砷掺杂元素和氧杂质对单晶硅位错行为的影响。籽晶热冲击会引起位错，而通过缩颈、回熔、籽晶预热以及采用掺杂的籽晶等方式可以使其得到抑制。凸向熔体的固液界面引起较大的边缘切应力产生边缘位错，当形状为平面时，可抑制位错形成；在重掺n型单晶硅中，固液界面的演变和{111}边缘面的形成可能促进过冷区域产生并中断顶锥生长，进而引发位错，并且边缘面的长度与熔融等温线的曲率有关；引晶时籽晶的不完全引晶，会产生位错且无法排出晶体，进而延伸至硅棒中；单晶硅直径增大和长晶过程中的直径波动都会增加位错的形成风险。掺杂是抑制位错形成与运动的有效方法，硼、锗、氮、磷、砷以及氧杂质对位错都起着不同程度的抑制作用，主要原因在于杂质原子对位错的钉扎效应。最后，针对缩颈工艺、热场设计、掺杂工艺和理论建模等方面，对未来的研究工作做出了展望。

SiC单晶衬底中的微管缺陷对SiC基器件是一种致命的缺陷，会严重影响SiC功率器件的成品率。基于物理气相传输（PVT）法，通过改进生长设计装配制备了绝对零微管缺陷6 in的n型4H-SiC单晶。从结晶学和动力学原理对改进生长设计装配消除微管的机理进行分析，阐明了单晶生长过程中微管分解和闭合的机制。采用的优化生长设计方案不仅有利于提高SiC单晶生长的稳定性，更可以提高SiC单晶的结晶质量，达到快速降低微管缺陷目的。所制备的无微管缺陷、大尺寸6 in n型4H-SiC单晶更加适合制作高压以及特高压功率器件。

采用电阻加热Czochralski法和坩埚底部补偿技术，在优化温场和工艺参数后，生长出了Ф130 mm×100 mm的NaCl单晶。XRD分析表明，NaCl晶体为立方晶系，晶格常数为a=0.56402 nm。晶体的透光性能测试表明：厚度4 mm的样品的透过率大于91.5%；晶体的Virckers硬度为21.52 kg/mm²，硬度系数为1.672，证明NaCl晶体是一种软质材料；晶体的光学均匀性随着位错密度的增加而降低；热释光发光（TL）曲线表明，NaCl晶体的发光峰位于74.35℃和221.14℃，后者的发光强度是前者的5倍以上，表明NaCl晶体是一种可用于剂量测定和红外领域的优质材料。

采用液相合成法制备Cs₂NaBiCl₆：Mn²⁺荧光粉，通过利用X射线衍射、荧光光谱对其结构及发光性能进行了研究。结果表明：随着Mn²⁺的逐步引入，基质Cs₂NaBiCl₆中以Bi³⁺为中心的局域激发强烈吸收近紫外光，Bi³⁺向Mn²⁺发生能量转移促进了原子d轨道之间的电子跃迁并导致了强烈的橙黄色光致发光。当锰铋摩尔比n（Mn）/n（Bi）达到0.7以后，由于浓度猝灭效应导致光致发光明显变弱，同时在发射谱中可以看到，在590 nm附近有1个宽的发射峰，为八面配位Mn²⁺的⁴T₁→⁶A₁跃迁。激发谱包含了由Bi³⁺的6s²→6s¹6p¹激发产生的356 nm的吸收峰。Cs₂NaBiCl₆：Mn²⁺不含有毒元素，合成原料价格低廉，是一种具有潜在应用前景的新型橙黄色荧光材料。

采用高铝高炉渣高温水淬法制备了Tb³⁺单掺及Tb³⁺/Ce³⁺共掺的硅铝酸盐发光玻璃，研究了基体结构和共掺对玻璃发光性能的影响。结果表明：经过1000℃保温4 h后，玻璃晶化为Ca₂（Mg_0.5Al_0.5）（Si_1.5Al_0.5O₇），发光性能急剧下降，4%（摩尔分数）Tb³⁺掺杂的发光玻璃发光强度最高约是晶化后的12倍。Ce³⁺和Tb³⁺之间通过多极相互作用传递能量，Tb³⁺/Ce³⁺共掺的发光玻璃发光强度最高达到Tb³⁺单掺的约6倍。4%Tb³⁺/1%Ce³⁺共掺的发光玻璃在150℃时具有良好的发光热稳定性，可以作为近紫外LED激发的绿光固体发光材料。

利用固相法制备了Yb³⁺和Eu³⁺共掺杂天然方纳石粉末样品。978 nm激发下获得了天然方纳石的上转换光谱，讨论了Eu³⁺的可见光上转换发光的合作能量传递过程。研究了荧光粉的晶体结构，该样品在265 nm激发下出现了主峰在611 nm附近较强的红色荧光，其色度坐标为（0.661，0.339），其发光来自于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁，可以用作红色荧光粉，探讨了样品发光物理机制。

在乙醇体系中，由双配体间苯二甲酸（H₂PIA）和乙酰丙酮（Hacac）与稀土硝酸盐反应合成了相应的4种稀土三元配合物[Ln₂（PIA）₂（acac）₂]（Ln = Sm（1），Eu（2），Tb（3），Dy（4）），用元素分析、红外光谱、热重分析进行表征，并推断了其可能的结构。为便于比较三元配合物的发光性能，同时也制备了相应的稀土间苯二甲酸[Ln₂（PIA）₃（H₂O）₄]和稀土乙酰丙酮二元配合物[Ln（acac）₃（H₂O）]。室温下，测定了三元和二元配合物的荧光光谱，结果表明，所有配合物均显示稀土中心离子特有的发射，三元配合物的发光强度好于二元配合物（除了镝配合物），说明双配体对中心离子有协同敏化作用，其实验结果用配体最低三重态能级T₁（来自Gauss理论计算）与中心金属离子最低激发态能级的匹配情况予以解释。

引入具有可调孔道结构的大分子物质—1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷（BTESE），对晶化5 h合成的T型分子筛膜进行修饰，制备高性能、大通量T型分子筛膜。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和渗透汽化分析表征，研究了BTESE改性T型分子筛膜的相关性能，同时，就BTESE改性T型分子筛膜的的渗透汽化性能与增加晶化次数法合成的T型分子筛膜性能进行对比。结果表明：BTESE改性膜厚度仅为二次晶化合成膜厚的1/2，BTESE改性膜通量高达4.358 kg·m^-2·h^-1，约为二次晶化膜通量的2倍。耐酸性测试表明：BTESE改性膜在pH>4的弱酸性条件下，孔道结构稳定，分离性能良好。

采用溶胶-凝胶法制备了具有钙钛矿型结构的La_0.6Sr_0.4Co_1-yFe_yO_3-δ（LSCF，y=0.2，0.5或0.8）氧化物，然后以相转化烧结技术制备了LSCF中空纤维透氧膜，考察了凝固浴与Co/Fe摩尔比对LSCF中空纤维膜微结构及透氧性能的影响。使用70%（质量分数） NMP与30%乙醇的混合液作为内凝固浴，去离子水为外凝固浴，制备了具有外表面薄而致密的分离层、同时具有贯穿内表面的众多指状孔结构的LSCF中空纤维陶瓷膜。指状孔结构会极大地降低扩散阻力，从而改善LSCF膜的透氧量。LSCF中空纤维膜的透氧量随温度和吹扫气He吹扫速率的增加逐渐升高。Co/Fe摩尔比对LSCF中空纤维膜的微观结构和透氧量具有重要影响，透氧量随Co/Fe摩尔比的增大而增加。950℃（透氧膜的测试温度）、吹扫气He的吹扫速率为120 mL·min^-1、Co/Fe摩尔比为4时，LSCF透氧膜的氧气渗透通量达到2.81 mL·min^-1·cm^-2。

以白云岩为原料，通过酸溶和共沉淀工艺合成了Mg—Al—CO₃类水滑石/方解石复合粉体。利用白云岩的镁、钙和二氧化碳，无CO₂温室气体排放，属绿色合成工艺。确定了优化的工艺条件：酸溶温度为60℃，OH^-/（Mg²⁺+Al³⁺）摩尔比为3.5∶1.0，Mg²⁺/Al³⁺摩尔比为3∶1，结晶温度和时间分别为120℃和18 h。结果表明：复合粉体中Mg—Al—CO₃类水滑石和方解石的质量分数分别为39.5%和60.5%；方解石粒度在0.6~1.8 μm，形态为规则粒状；类水滑石呈规则六边形片状，片径在100~200 nm。对酸溶与共沉淀过程及其Mg—Al—CO₃类水滑石和方解石的结晶过程及其机理进行了讨论。

以Ti、Si和天然鳞片石墨（GF）为原料，通过自蔓延高温合成法（SHS）在GF表面制备TiC/SiC复合包覆层并用作低碳Al₂O₃-C耐火材料的新型碳源；利用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱仪对产物物相组成和显微结构进行表征。结果表明：在燃烧波自维持下，GF的最大添加量为38.6%（质量分数），GF表面形成了连续、完整且厚度均匀（约为360 nm）的TiC-SiC包覆层。当用3%（质量分数）的包覆石墨代替GF时，Al₂O₃-C耐火材料显气孔率最低（12.9%），抗折强度最高（20.7 MPa），氧化脱碳层厚度和熔渣侵蚀深度分别降低41.8%和57.1%，综合性能最佳。