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定量研究Al-Zn-Mg-Cu合金多道次热变形及固溶处理过程中的晶粒演变。采用Gleeble 1500D热模拟机进行热压缩实验，采用电子背散射衍射（EBSD）定量表征微观组织。主要研究变形量、变形道次、变形温度以及变形速率对平均晶粒尺寸、再结晶体积分数、大小角度晶界比例等微观组织特征的影响。结果表明：平均晶粒尺寸、再结晶体积分数以及小角度晶界比例均随着变形道次的增加而降低；随着温度的升高，大角度晶界比例减小，小角度晶界比例升高；平均晶粒尺寸和大角度晶界比例随着变形量的增大而减小，而小角度晶界比例的变化则呈现出相反的趋势。
采用Gleeble-3500热模拟试验机对15%SiCP/8009铝基复合材料在温度为400~550 ℃和应变速率为0.001~1 s-1条件下的热变形流变行为进行研究。结果表明：流变应力在开始阶段随应变的增加而增大，出现峰值后逐渐趋于平稳；流变应力随温度的升高而降低，随应变速率的增大而升高，呈现出正应变速率敏感性；流变应力行为可以用双曲正弦模型来描述，其热变形激活能为488.3853 kJ/mol，应力指数为7.19022。
在18%（质量分数，下同）H2SO4+5%C2H2O4水溶液中，采用脉冲（PC）电流对2198和5A90两种铝锂合金进行阳极氧化处理。用扫描电子显微镜（SEM）观察铝锂合金阳极氧化膜表面和截面形貌；用能谱仪（EDS）对其成分进行面扫描和线扫描；用动电位极曲线检测氧化膜在3.5%NaCl水溶液中的耐蚀性。结果表明：2198和5A90铝锂合金阳极氧化膜主要由Al的氧化物组成；2198合金氧化膜表面存在细小颗粒，厚度约为150 μm；5A90合金氧化膜表面存在微孔，为后续封孔处理提供结构条件，厚度约为180 μm；用脉冲方法在两种铝锂合金表面生成的较厚阳极氧化膜具有较高的耐蚀性。
为保证预浸纱自动铺放成型制件的性能，基于图像处理技术，根据预浸纱表面图像沿纤维方向灰度均匀的特性，提出了一种结合灰度补偿和差影分割的缺陷分割算法。利用图像灰度补偿矩阵对图像进行灰度补偿，依据图像的灰度误差服从正态分布的特点剔除图像矩阵中的极大误差点，并建立标准背景图像，以允许差值系数K作为判据进行差影分割。结果表明：该算法对气泡、异物两种典型铺放缺陷分割效果好、速度快，为实现自动铺放缺陷在线监测提供了良好的理论基础。
X-cor泡沫夹层结构是一种通过Z-pin技术增强泡沫夹芯的新型高性能夹层结构。在低速冲击下，X-cor夹层结构损伤失效机制复杂，通过在不同能量阶段对X-cor夹层结构失效行为进行分析，讨论Z-pin植入体积分数和泡沫芯材密度对失效行为的影响。低速冲击试样规格为Z-pin直径0.5 mm、植入角度为22°，分别改变泡沫类型和Z-pin植入体积分数进行实验，结果表明：6 J冲击能量下，冲击能量主要由面板分层承担，相对于未植入Z-pin试样，随着Z-pin植入体积分数的升高，面板分层面积最多减少了45.1%，而泡沫密度对分层面积影响不大；12 J冲击能量下，部分Z-pin发生失效，通过剩余压缩强度比发现，随着Z-pin植入体积分数的增加，剩余压缩强度比先增大后减小，植入体积分数为0.42%时最高，而此时泡沫密度增加，剩余压缩强度比也随之增加；当能量到达18 J时，芯材开始出现剪切裂纹，同时吸收大部分能量，较弱的芯材剩余压缩强度比大，而Z-pin植入体积分数越大，剩余压缩强度比反而越小。采用数值模拟的方法建立低速冲击模型，并将冲击后的结果直接传递应用于剩余压缩强度模型中，得到的结果比实验值偏高25%~29%。
运用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）技术制备了W体积分数分别10%，13%和18%的Ta/W两层层状复合材料，采用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和室温拉伸实验对复合材料的性能进行分析。结果表明：运用CVD技术可以制备W体积分数不同，且密度优于理论密度99.4%的层状复合材料；复合材料中Ta，W层的晶粒均为柱状晶粒，离界面越近，晶粒越细；沉积态复合材料的力学性能优于纯CVD Ta和CVD W；1600 ℃×2 h的热处理后，复合材料的界面扩散层宽度显著增大，力学性能高于沉积态的力学性能，最高抗拉强度可达660 MPa。
采用电火花沉积+微弧氧化的方法在GH4169合金表面制备ZrO2/NiCrAlY涂层，制备过程为：采用电火花沉积技术在GH4169基体表面先沉积厚度为250 μm的NiCrAlY涂层，再沉积厚度为150 μm的Zr涂层，最后通过微弧氧化的方法将Zr涂层氧化成ZrO2涂层，从而得到ZrO2/NiCrAlY涂层。采用Qauta 200F型场发射扫描电镜观察涂层的显微组织和形貌，研究ZrO2/NiCrAlY涂层在不同温度下的热震性能，结果表明：当热震温度分别为750 ℃，850 ℃，950 ℃时，热震失效次数分别为51次、32次和19次，涂层的热震性能良好。
以Al粉、Sm2O3为颜料，环氧改性有机硅为黏合剂，采用喷涂法制备了环氧改性有机硅/Al-Sm2O3复合涂层。研究了不同耐热温度及耐热时间对涂层外观、微结构、近红外反射率、红外发射率及力学性能的影响。结果表明：所制备涂层在300 ℃下热处理5 h后，其外观、微结构保持不变；发射率和1.06 μm近红外反射率可分别低至0.607和64.7%；涂层的硬度、附着力和耐冲击强度等力学性能可分别保持在4 H、1级和50 kg·cm；所制备涂层在250 ℃下热处理100 h后，其外观、微结构仍然保持不变；发射率和1.06 μm近红外反射率可分别低至0.624和67.1%；涂层的硬度、附着力和耐冲击强度等力学性能可分别保持在4 H、1级和50 kg·cm。
以尿素为造孔剂，采用填加造孔剂法制备泡沫铝，系统研究了成型烧结温度、孔隙率和孔径大小对泡沫铝吸能性能的影响，在此过程中采用电子万能试验机和数字图像相关（DIC）技术同步测试分析。结果表明：填加造孔剂法可以良好的控制泡沫铝的孔隙率和孔径；泡沫铝的最佳成型烧结温度为650 ℃，在此温度下，泡沫铝的压缩屈服强度达到10.7 MPa；随着孔隙率的降低，泡沫铝的屈服强度和平台应力逐渐提高，材料吸能性能有显著增强；当孔径小于2.0 mm时，随着孔径的增大，材料的吸能性能小幅提高。DIC技术可以直观的表征泡沫材料力学行为，具有良好的工程应用前景。
采用扫描电子显微镜（SEM）、反气相色谱（IGC）和X射线光电子能谱仪（XPS）对国产T700级碳纤维和东丽T700S碳纤维的表面形貌、表面能和表面化学特性进行表征，测试两种碳纤维增强双马树脂基复合材料的力学性能，考察国产碳纤维复合材料的界面黏结性能、韧性和湿热性能。结果表明：碳纤维表面特性（表面形貌、表面能和表面化学组成等）对复合材料界面黏结性能具有显著影响；国产T700级碳纤维/QY9611复合材料在室温下的界面黏结性能优于T700S/QY9611复合材料；国产T700级碳纤维/QY9611复合材料的韧性优异，冲击后压缩强度达到了国外先进复合材料IM7/5250-4的水平；经湿热处理后的层间剪切强度仍与T700S/QY9611复合材料相当，说明国产T700级碳纤维/QY9611复合材料具备良好的湿热性能。
为了研究复合材料机身薄壁C型柱结构轴向压溃吸能特性、失效模式及C型柱多层壳单元建模方法，建立多层壳单元有限元模型，基于准静态轴向压溃实验结果进行对比验证。结果表明：C型柱多层壳单元模型能够在一定程度上模拟层间分层失效及压溃过程中的局部弯曲变形和层束弯曲失效模式；仿真与实验的载荷-位移曲线吻合性较好，压溃初始峰值载荷，比吸能以及压溃均值偏差较小；但C型柱结构压溃初始峰值载荷较大，载荷效率较低，需通过优化设计进一步降低其初始载荷峰值。
采用有限元方法针对缺口件多轴疲劳实验结果进行模拟。结果表明，相同路径条件下，随着缺口半径减小缺口根部附近的应力梯度显著增加。基于缺口根部应变值，采用等效应变法进行疲劳寿命预测，预测结果随缺口半径的减小而偏于保守。采用应力梯度法确定有效距离，相同路径下，随着缺口半径的减小有效距离减小；依据该有效距离处的等效应变进行疲劳寿命预测，总体预测结果较为分散且偏于不安全。基于实验及有限元模拟结果，提出了基于应变梯度的有效距离确定的新方法，大部分疲劳寿命预测结果位于2倍分散带内。
综述了空间苛刻服役环境及其对空间摩擦学材料性能影响的研究，深入分析了空间环境对空间摩擦材料、空间耐磨材料和空间减摩材料摩擦磨损机理的影响。空间摩擦材料主要应用于空间对接机构及空间机械臂中，应具有稳定的摩擦力矩与优良的抗黏着磨损性能。空间耐磨材料主要应用于空间轴承、齿轮和密封件等部件中，如Fe-Al金属间化合物在高温下抗蠕变性急剧下降，常通过添加金属元素（Ce，Cr，Mn，Mo，Nb，W等）及固体润滑剂提高材料抗蠕变性能；Ti及其合金常通过表面改性改善黏着性；与基体结合性良好的耐磨涂层可以较大程度的改善材料的耐磨性。空间减摩材料主要指润滑剂与自润滑材料，如软金属Pb、高分子材料PI和PTFE等，以及某些金属的氧化物，氟化物和硫化物等，能较好地降低材料表面的摩擦因数。随着航天科技的发展，亟须开发新型高性能空间摩擦学材料，建立摩擦学材料数据库，以应对国际航天技术发展的挑战。
