以固体与分子经验电子理论（ＥＥＴ）和改进的Ｔｈｏｍａｎ－Ｆｅｒｍｉ－Ｄｉｒａｃ（ＴＦＤ）理论为基础, 以合金奥氏体, 合金马氏体及其界面为例, 给出了相结构因子ｎＡ, Ｆ＾Ｄｃ, Ｓ和界面结合因子ρ, △ρ, σ的计算方法, 计算了常用合金元素在０．２％Ｃ和１．０％Ｃ钢中的相结合因子和界面结合因子, 用相结构因子和界面结合因子阐述了强韧性良好的２０ＣｒＮｉ３钢和２０Ｃｒ２Ｎｉ４钢的强韧化机制和耐磨性极高的ＺＧＢＭｎ.

对β′Ｃｕ－Ｚｎ合金的中温片状相（α１）在母相溶质原子贫化的区成分位移相变机制进行了热力学分析, 结果表明, 相变驱动力随贫化区溶质成分的减小而增加, 贫化至确定成分时驱动力可在整个相变温区为负值, 因此, α１在贫化区的位移相变有热力学可能性.

利用扫描隧道显微镜直接观察到了在高定向石墨（ＨＯＰＧ）表面激光溅射的赋存状态, 分析了ＨＯＰＧ表面亮点和黑洞的形成原因, 利用ＸＰＳ分析了ＨＯＰＧ表面硼和碳的键合状态, 同是还观察以前未见报道的ＨＯＰＧ表面溅射硼和氧经处理后出现的超结构现象.

研究了Ｎｉ－Ａｌ－Ｔｉ细化剂对Ｋ４１６９高温合金铸态组织及性能的影响, 结果表明, 合金液不经过均匀化处理, 在１４２０℃下加入细化剂浇注可显著细化晶粒和高断面等轴晶的比例, 细晶组织及室温拉伸性能明显优于普通铸造组织, 在中温下, 细晶组织的强度高于普通铸造组织, 但二者的拉伸塑性相差不大, 细晶组织的中温持久寿命显著高于普通铸造组织, 但二者的持久塑性差别不大, 利用扫描电镜对拉伸和持久断口进行了分析.

在大气中利用循环过热与熔融玻璃净化相结合的方法, 使６－２０ｇＦｅ７６Ｂ１２Ｓｉ１２合金液获得了３６７Ｋ的大过冷度, 采用深过冷及深过冷加水淬的方法, 成功地制备了样品直径为１１ｍｍ, 高为１０ｍｍ, 组织中颗粒平均尺寸约为２００ｎｍ的Ｆｅ７６Ｂ１２Ｓｉ１２合金块体纳米材料.

对３０４不锈钢分别进行了高温单轴奕变控制和应力控制下的系统循环试验, 揭示和分析了循环应变幅值, 应变幅值历史以及温度历史对循环特性的影响以及应力幅值, 平均应力及其历史对循环蠕变（棘轮效应）的影响, 研究表明, 无论单轴应变循环特性还是非对称单侧应力下的棘轮效应不但依赖于当前温度和加载状态, 而且依赖于其加载历史, 得到３０４不锈钢高温单轴循环行为的一些有意义的结果.

研究了低碳钢在低周冲击疲劳循环变阶段的晶界行为, 用扫描电子显微镜对试样表面进行了观察, 结果表明晶界表出如下特征, 滑移线既可连续地跨越晶界, 也可受阻于晶界并形成台阶, 晶界发生诸如增粗, 消失等现象, 伴随着形变过程, 出现新的亚晶界, 晶界的既阻碍滑移, 又激发次滑移系开动, 讨论了产生这些现象的可能机制.

研究了应变幅和加载频率对（１２３）Ｃｕ－１６％Ａｌ单晶在循环形变中的应变突行为的影响. 结果表明, 在应变幅γｐ１＝５．３×１０＾－５－２．１×１０＾－３范围内, 循环形变过程中均发生变突发, 在γｐ１＝６．４×１０＾－３时, 循环形变中过程中未发生应突变发, 讨论了应变幅和加载频率ｆ与应变突发频率ｎ, 应变突发量Ｂ和应变突变应力降低值Ｄ的关系.

研究了（１２３）Ｃｕ－１６％Ａｌ单晶在不同塑性应变幅下的循环形变行为, 结果表明, 试样在整个环过程中表现出较代的硬化率, 且几乎与应变幅大小无关, 在γｐｌ＝５．３×１０＾－４范围内, 循环最大切应力和循环率最小切应力几乎与应变幅无关. 当γｐｌ〉６．４×１０＾－４时, 表现为缓慢硬化, 随着应变突发的发生, 滑移带逐渐增多.

比较了含镶嵌晶粒铜双晶体及其基体单晶体的循环变形行为, 结果表明, 双晶体的循环应力总是高于基体单晶体, 结合表面滑移形成貌饱和位错组态, 分别讨论了镶嵌晶粒和环绕晶界对双晶体循环变形行为的影响.

对已运行１．９×１０＾５ｈ的电厂主蒸汽管道材料１２Ｃｒ１ＭｏＶ的蠕变曲线进行了研究, 分别以θ法和修正的θ法处理恒载为数据, 并将处理结果进行对比, 结果表明, 修正后的θ法可准确概述已运行材料恒荷曲线, 有效地进行了蠕变曲线的外推和剩余寿命的预测.

建立了由分解反应产生的内生气源在熔渣中发泡过程方程, 并给出了泡沫高度与时间的数学关系式, 通过试验测定了碳酸盐分解产生的内生气源, 在不同含量ＣａＯ和ＭｇＯ的Ｎａ２Ｂ４Ｏ７熔体发泡过程中泡沫高度的变化, 应用试验数据确定了在不同条件下发泡过程方程中的生泡和消泡系数, 并讨论了影响这两个系数的各种因素, 温度, 发泡剂的业度和种类及熔渣在分均影响发泡过程, 发泡剂浓度对泡沫高度均影响明显.

用Ｃ－Ｓｉ－Ａｌ复合还原剂在等离子感应炉内进行Ｃｒ－Ｎｉ精矿的熔融还原及合金化, 钢中Ｃｒ和Ｎｉ的合金化目标值在２０ｍｉｎ内可达到１８％和９％, Ｃｒ和Ｎｉ的收得率分别为８２％－８５％和９５％－９８％, 碳含量可达到０．３２６％, 还分析了等离子体和等离子熔体之间的电化学反应特性.

在真空室内液相侧碳传质控速的基础上扩展了钢包内碳含量随时间变化的基本表达式, 考虑了脱碳反应实际停滞浓度和循环流动, 湍流扩散传质的混合控制, 研究结果表明, 模型计算和８０ｔＲＨ多功能真空处理的试验数据一致, 扩大循环流量和反应界面积的同时采取快速减压的基本措施至关重要, 通过真空顶吹氧操作与ＲＨ工艺的配合使脱碳速率得到改善.

针对水冷坩埚熔炼过程的电磁场计算和悬浮能力优化问题, 利用准三维耦合电流算法, 就坩埚结构, 电磁频率及熔体电物性对悬浮熔炼的影响进行了分析, 为水冷坩埚结构和电磁悬浮熔炼过程的优化设计提供了依据.

对渣相中氧离子迁移的电化学进行研究, 提出具有电化学特征的渣相氧离子流动力学模型, 此模型能较为全面地解释各种反应现象, 实验数据与模型计算的对比, 证明所提出的反应机制的正确性.

编制了新一代几何模型（周模型）和其它几种对称和非对称几何模型的计算机应用程序, 并计算了液态合金体系Ａｇ－Ｓｎ－Ｚｎ的混合自由能, 结果表明, 新一代几何模型的应用更为合理, 可靠, 而且克服了人为的因素, 并用利于计算机程序化.

研究了Ｎｉ３Ａ, ＦｅＡｌ合金及溅射ＣｏＣｒＡｌＹ涂层在熔融盐腐蚀过程中的阻抗谱特征, 根据合金在熔融盐腐蚀过程进行了表面氧化膜形成的特点, 并结合阻抗实验结果, 提出金属材料在熔融盐腐蚀过程中的电化学阻抗模型, 当合金表面形成完整, 致密的氧化膜时, 其阻抗谱呈双容抗弧特征；反之, 当氧化膜疏松, 多孔时, 则表现为受氧化剂扩散控制；当合金表面氧化膜不完整的涂层遭受局部较快腐蚀时, 则通常表现为双容抗弧特征.

采用电化学渗氢的方法研究了加氢反应器筒体２．２５Ｃｒ－１Ｍｏ钢中氢的扩散规律, 试样的厚度低于１．６ｍｍ时, 随着厚度的增加, 扩散系数Ｄ值增大, 当厚度大于１．６ｍｍ后, Ｄ值稳定不变, 实验测得温度与扩散系数的关系为Ｄ＝２．０９７×１０＾－６ｅｘｐ（－３０３５８／ＲＴ）（ｍ＾２．ｓ＾－１）此式可用于在运行状态下的加氢反应器器壁中氢渗透原子氢浓度分布的计算.

针对钛焊区优先腐蚀问题, 研究了电子束扫描焊接对钛合金焊缝金属在酸性硫酸铜溶液中阳极极化行为的影响, 结果表明, 通过改变电子束扫描频率控制焊缝金属凝固组织形态及尺寸, 从而控制的焊缝金属的阳极极化行为, 找出了焊缝金属与母材相同的阳极极化曲线的最佳匹配, 提出了通过控制焊接凝固结晶, 使钛合金焊缝金属与母材均等耐腐蚀的新技术.

用Ｒａｍａｎ散射研究了对向靶反应溅射制备的ＣＮ薄膜的键结构, 研究表明, 在Ｃ膜中掺杂Ｎ可以抑制ＣＮ膜中ｓｐ＾３键的形成, 提高ｓｐ＾２键的相对含量, 改善Ｃ膜的结构热稳定性.

等离子体基低能离子注入是一种钢的低温, 低压表面改性方法, 它包括等离子体源离子渗氮和等离子体源离子渗碳两种工艺. 等离子体基低能离子注入的主要传质机制是低能离子注入－同步热扩散, 即在脉冲负偏压作用下的离子首先完成不依赖于工艺温度的低能离子注入, 然后已注入的原子在较低的工艺温度上发生足够的热扩散, 等离子体热扩散吸收具有补充的传质作用, 但由于工艺温度较低, 这种作用很小.

变形诱发晶粒长大是超塑性变形组织变化的重要特征, 基于超塑性晶粒长大全微分为晶粒换位微观纯变形和晶粒微微静态长大偏微分之和的思想, 获得了修正的Ｃａｍｐｅｎｎｉ变形诱发晶粒长大模型和新展开的晶粒长大和新展开的晶粒长大速率模型, 模型预报的规律已为超塑性Ｍｇ－８．４Ｌｉ（质量分数, ％）合金晶粒长大实验规律所证实.

采用Ｐｅｃｈｉｎｉ法制成作为锂离子正极材料的氧化锂锰, 通过对不同温度下制得样品的Ｍｎ和Ｌｉ的含量及价态分析, 综合ＸＲＤ数据, 提出了非计量氧化锂锰的缺陷模型, 即缺金属模型（Ｌｉ１－ｘ□ｘ）＾８ａ（Ｍｎ（ＩＩＩ）ｐＭｎ（ＩＶ）ｑ□ｖ）＾１６ｄＯ４并探讨了该结构与其电化学性能的关系, 当Ｌｉ的空位缺陷量ｘ≈０．３且Ｍｎ的空位缺陷量ｙ≈０．１时, 制得材料的比容量达１２７．８ｍＡ．ｈ．ｇ＾－１.

采用快淬火及热处理工艺, 通过复合添加Ｄｙ和Ｇａ, 制备了高磁性能的Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ／α－Ｆｅ纳米晶双相复合永磁合金, 合金最佳磁性能为, Ｊｆ＝１．１６１Ｔ（１１．６ｋＧｓ）, Ｈｃｉ＝５８０．５０ｋＡ／ｍ（７．３０ｋＯｅ）和（ＢＨ）ｍａｘ＝１６２．７ｋＪ／ｍ＾３（２０．５ＭＧｓ．Ｏｅ）. 该合金成分为Ｎｄ７．５Ｄｙ１Ｆｅ８５Ｂ４．５Ｇａ２, 其显微组织由晶粒尺寸约为３２ｎｍ的硬磁相Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ和１６ｎｍ.

研究了颗粒含量对自生ＭｇＯ／Ｍｇ２Ｓｉ颗粒增强Ｍｇ－１１Ｌｉ基复合材料凝因组织的影响, 得出颗粒被界面俘获成推移的热力学条件及颗粒推移距离表达式, 随颗粒含量和凝固速度增加以及推移临界速度的减小, 推移距离减小, 理论分析与实验结果一致, 并提出了改善颗粒增强复合材料组织均匀性的主要途径.