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采用力学拉伸实验、焊接实验、电化学阻抗谱（EIS）、循环阳极极化曲线（Tafel）以及金相和扫描电镜（SEM）等分析测试方法，研究Cu含量对2219铝合金锻件组织与性能的影响。结果表明：降低Cu含量，有利于减少2219铝合金基体内的残余结晶相，并有效抑制在合金焊接过程中粗大Al2Cu相的析出，使基材和焊件的伸长率显著提高，强度略有下降；Cu在铝基体中形成Al2Cu相诱导合金发生局部腐蚀，使材料的耐腐蚀性能变差，降低Cu含量能够减小合金的腐蚀倾向，改善合金的耐腐蚀性能。
在高温度梯度真空定向凝固炉中，制备不同C含量的单晶高温合金，研究不同C含量对第二代单晶高温合金显微组织的影响。结果表明：C含量对合金枝晶间距的影响较小；随着C含量增加，共晶含量和尺寸减小，碳化物含量增加，其形貌由块状向骨架状、汉字状转变；随着C含量增加，Ta元素枝晶偏析减轻，Re，W，Mo，Nb元素枝晶偏析加重；C含量对铸态和热处理γ'相尺寸和形貌影响较小；热处理后碳化物的形貌无明显变化。
采用数值模拟的方法对TiAl合金粉末的射频（radio frequency）等离子体球化过程进行研究，分析速度场和温度场对不同粒径TiAl合金粉末的运动轨迹及质量变化的影响。结果表明：粉体颗粒在等离子体的高温作用下温度急剧升高，表面蒸发导致粒径降低，太小的颗粒很快蒸发消失掉；在冷却塔下端，不同粒径颗粒的运动轨迹存在较大差异，小颗粒倾向于随气流进入气流出口，大颗粒落到冷却塔底部被收集；增大气流量会提高球化系统中的气流速度，导致在气流出口能被气流带走的颗粒粒径变大，收粉率降低；模拟得到TiAl合金粉末球化后的粉末粒径分布、平均粒径及收粉率等参数与实验结果比较接近，模型能够较好地符合实际球化过程。
采用籽晶法制备了二代镍基单晶高温合金DD5小角度晶界试样，研究小角度晶界对DD5合金力学性能的影响。结果表明：在870 ℃中温拉伸中，晶界角度小于16.1°时，合金抗拉强度和屈服强度无明显变化；晶界角度小于11.4°时，伸长率维持在15%以上；晶界角度大于11.4°后，伸长率开始快速下降；在980 ℃/250 MPa持久条件下，当晶界角度小于5.1°时，持久寿命维持在140 h以上；当晶界角度大于5.1°时，持久寿命随晶界角度增大开始缓慢下降，至14.8°时，持久寿命仍保持为原来的85%；当晶界角度大于14.8°后持久寿命开始快速下降；在1093 ℃/158 MPa持久条件下，当晶界角度小于5.1°时，持久寿命维持在30 h以上；当晶界角度大于5.1°时，持久寿命随晶界角度增大而下降。
建立了一类镁合金双道次热变形过程的二维元胞自动机模型。考虑到镁合金具有六重对称的密排六方晶体结构，模型采用了六边形元胞网格。另外，通过计算位错密度演变和设定晶粒形核长大规则，模型将热变形过程中动态再结晶、静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶和晶粒长大等单个物理过程耦合到一起。为了验证模型，将其应用到AZ31B镁合金单道次和双道次热压缩过程。探讨了不同变形温度、应变速率、道次间隔和预应变对应力-应变曲线的影响。将计算结果和实验结果进行了对比，吻合较好。
采用双道次热压缩实验，研究了新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金铸态试样在温度300~400 ℃，应变速率0.01~0.1 s-1，变形程度33%+20%，保温0~900 s静态回复过程中的流变应力行为。结果表明：温度对该合金静态回复力学行为影响显著；（1）300 ℃和330 ℃温度较低时，变形过程中回复较慢，存储的变形能较高，保温期间的回复和再结晶使第二道次流变应力降低，表现为流变应力软化现象，且随着道次间保温时间的延长应力的软化程度增大；保温过程中析出相的出现减缓了应力软化速率；（2）温度升高到360 ℃和400 ℃时，变形过程中回复充分，存储的变形能低；变形保温后基体的固溶度高，第二道次流变应力升高，表现为流变应力硬化现象；360 ℃变形保温期间的回复/再结晶使得随着道次间保温时间的延长应力又逐渐降低软化，析出相减缓了应力的软化速率；而400 ℃变形保温期间没有回复/再结晶和析出相，所以硬化后的应力并不随着道次间保温时间的延长而发生变化。
研究脉冲电流辅助瞬间液相（Transient Liquid Phase，TLP）扩散连接技术，采用粉末中间层，利用低压高强脉冲电流通过铝基复合材料搭接面与中间层，从而实现对SiCp/2024Al复合材料板材的TLP扩散连接。分析不同工艺参数下连接试样的微观组织和力学性能，探索脉冲电流对铝基复合材料连接的影响机理。结果表明：采用真空压强为1×10-3 Pa，平均电流密度115 A/mm2，连接预紧压力为0.5 MPa，连接时间60 min条件下，连接接头形成了良好的冶金连接界面，无缺陷产生；通过对连接接头微观组织观察发现，在脉冲电流作用下，接头原位生成弥散的高强度高硬度金属间化合物增强相，有效地提高了接头的力学性能。
采用Co45NiCrWB钴基钎料，预填FGH95镍基合金粉，在1220 ℃不同保温时间下对K465高温合金进行0.5 mm大间隙真空钎焊实验，研究钎缝组织构成及不同保温时间对钎缝组织与接头性能的影响。结果表明：钎缝组织由合金粉颗粒及颗粒间硼化物相构成，颗粒内为γ和γ'双相组织和少量小块状硼化相，颗粒间是高Cr，W和Nb的硼化物相；钎焊时随保温时间延长合金粉长大，化合物相合并长大；合金粉比例高、保温时间适当获得钎缝中化合物相细小弥散分布，对接头性能有利；钎焊保温30~60 min时接头持久性能较高。
采用反应溅射和后续退火工艺，在石英衬底上制备具有热致相变特性的VO2薄膜，并对薄膜的光学性能进行表征。研究发现：在弱光辐射下，随着温度的改变，薄膜的透射率在可见及近红外光区会发生显著变化，具有良好的相变光开关特性；在强光辐射下，制备的VO2薄膜同样具有良好的红外光调制深度；当脉冲激光波长为1064 nm时，随着脉冲能量的逐渐增强，薄膜的表面反射率逐渐降低，光限幅性能呈现出先升高再降低的趋势，其透射率最低可降至7%，薄膜的脉冲激光损伤阈值约为50 mJ/cm2。
将TA15和Ti2AlNb合金粉末以不同比例预混，采用激光熔化沉积工艺，制备出40%TA15+60%Ti2AlNb，50%TA15+50%Ti2AlNb，60%TA15+40%Ti2AlNb（质量分数）3种比例的合金薄壁，分析了薄壁的成分、组织及力学性能。结果表明：3种沉积薄壁的成分分布均匀，合金由α相、α2相及β/B2相组成，针状α相和α2相呈网篮状分布在初生β/B2晶粒内部；3种合金的抗拉强度分别为1108 MPa，1071 MPa，1105 MPa，断裂伸长率分别为3.0%，2.2%，3.8%；拉伸断口可见沿α2相撕裂产生的撕裂棱，断裂方式均为准解理断裂。
为了提高TC4药型罩的侵彻性能，将激光熔覆制备工艺用于TC4复合药型罩材料的制备。选用TA15+30 %（质量分数，下同）TiC粉、TA15+20 %Cr3C2粉和TA15+15 %B4C粉作为TC4基体的熔覆材料。采用XRD、扫描电镜和显微硬度测试、准静态压缩实验、SHPB动态压缩实验以及3点弯曲实验方法，研究熔覆层与基体界面处微观形貌、熔覆层硬度变化情况以及3种复合材料的力学性能。结果表明：TC4基体与3种材料都能形成完全冶金结合，TC4-（TA15+TiC），TC4-（TA15+Cr3C2）和TC4-（TA15+B4C）材料的强度均高于TC4基体材料，塑性略差；TC4-（TA15+TiC），TC4-（TA15+Cr3C2）材料的抗弯强度分别为168 MPa，101 MPa，均高于TC4基体材料的45 MPa。
以TiN，Ti和Al粉末为原料，按1：1：1.03的配比，经机械球磨混合后，采用热压烧结的方法制备Ti2AlN块体陶瓷材料。采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等手段，分析烧结产物的相组成和微观结构特征。研究表明：在烧结温度为1300 ℃、保温2.5 h下，可获得物相比较单一的Ti2AlN陶瓷材料，所得Ti2AlN为六方晶系层片状结构，组织呈现出各向异性，晶体中存在孪晶；烧结产物中残存少量的纳米级TiN颗粒。
选用新型结构粘接材料中低温固化环氧结构胶膜J-351和改性丙烯酸酯液体胶胶黏剂SY-50s，表征胶黏剂对有机玻璃的粘接性能以及应力-溶剂银纹性能，并研究胶黏剂对有机玻璃力学性能的影响。结果表明：两种胶黏剂对有机玻璃具有良好的粘接性能，J-351抗应力溶剂银纹性能优于SY-50s；有机玻璃表面施胶后力学性能下降，与定向有机玻璃相比，浇注有机玻璃力学性能下降更为明显。通过对拉伸试样断口形貌分析发现，拉伸试样带有胶黏剂的一侧首先发生破坏。因SY-50s与有机玻璃界面结合紧密，导致带有SY-50s胶黏剂的有机玻璃力学性能下降程度较大；而J-351环氧胶膜与有机玻璃界面清晰，对有机玻璃力学性能影响相对较小。因胶黏剂对有机玻璃性能的影响，导致采用SY-50s胶黏剂粘接的试样边缘连接强度低于J-351胶黏剂粘接的试样，新型结构粘接材料J-351环氧胶膜在有机玻璃粘接中应用性能良好。
利用常规疲劳试验方法获得TA11合金在不同温度，不同应力比下的3×107及1×108超高周疲劳极限，并采用三参数幂函数法获得合金超高周疲劳中值S-N曲线及其描述方程。研究发现：与传统1×107疲劳极限相比，TA11合金的超高周（3×107及1×108）疲劳强度表现出继续降低的趋势，这一趋势在负应力比（R=-1）下不太明显，在正应力比（R=0.1，0.5）下十分显著，并且室温下的降低幅度大于高温下的降低幅度；断口分析表明，室温下TA11合金试样的超高周疲劳裂纹均萌生于表面，高温下TA11合金试样的超高周疲劳裂纹萌生方式与应力比有关，R=-1和0.1时疲劳裂纹萌生于表面，R=0.5时疲劳裂纹萌生于内部；TA11合金试样的表面状态是导致其疲劳寿命分散的主要原因。
针对飞机隔热结构中金属筋条的热桥问题，设计了两类典型飞机隔热结构构型。为了研究分析热桥效应对隔热性能的影响，对各构型进行瞬态热传导有限元分析，得到在热面温度分别为100 ℃，200 ℃，300 ℃，424 ℃时考核点的温度，并通过隔热性能实验验证了有限元方法的有效性。结果表明：热桥对隔热结构的隔热性能有较大影响，设计隔热结构时应充分考虑热桥现象；提出了热桥阻断的方法。
