随着信息技术的快速发展，电子器件的集成度越来越高，电子封装材料的热管理性能面临更高的要求。金刚石/铜复合材料因其潜在的高导热性能备受关注，但由于界面润湿性较差和界面声子失配严重，其导热性能未达预期。本文综述了近年来金刚石/铜界面热导的最新研究进展，重点探讨了改善界面结合、改善界面载流子失配对界面热导和界面热载流子传输机制的影响，并对今后金刚石/铜复合材料的研究与制造前景作出展望。

活性矿物掺合料作为辅助性胶凝材料取代部分水泥，符合土木建筑行业绿色低碳发展理念，同时也是优化混凝土组成结构、提升混凝土综合性能的重要路径。然而，大量矿物掺合料的掺入导致混凝土液相碱度明显降低，引起钢筋难钝化、易腐蚀问题。本文从钢筋(碳素钢筋)外围添加保护屏障及开发利用新型筋材替代碳素钢筋两个角度展开，分析了大掺量矿物掺合料混凝土钢筋腐蚀防治正在研究和应用的各种技术方法的特点、效果及存在问题。通过总结归纳，提议使用合金耐蚀钢筋取代普通碳素钢筋以消除大掺量矿物掺合料混凝土低碱度环境对于钢筋保护的不利影响，可为大掺量矿物掺合料混凝土钢筋腐蚀防治提供一种技术思路。

太阳能电池长期在户外运行，尘埃、污垢和其他污染物易在电池表面形成堆积，从而降低系统的发电效率。传统的清洁方式成本高且易损伤光伏板，自清洁涂层能使电池板长期保持清洁状态，对太阳能电池板的高效率运行和长寿命服役具有重要意义，已经成为太阳能领域的研究热点之一。本文较为全面地梳理了太阳能电池面板自清洁涂层相关方面的研究，介绍了电池板表面的灰尘特性，分析了灰尘堆积对电池板使用寿命的影响，详细综述了超疏水和超亲水2种自清洁涂层的制备方法及其自清洁性能的相关研究进展，对比了2种自清洁涂层的使用效果和应用场景，并对其自清洁机理进行了阐述，发现在不同的地域，太阳能电池表面灰尘的组成成分均有所差异，光伏板表面的灰尘堆积率和黏附接触力主要受灰尘粒径大小的影响，灰尘堆积会减少电池板的使用寿命，超亲水和超疏水性涂层均可以长期保持太阳能电池板表面的清洁，都能有效提升电池板的输出功率。

医用镁及镁合金因其可控降解性、与人体骨骼匹配的力学性能及良好的生物相容性，成为生物医学领域的研究热点。然而，其快速降解和氢气析出问题限制了临床应用。传统表面改性技术虽能改善其耐蚀性和生物相容性，但存在抗菌药物负载能力有限、涂层功能单一等问题。自组装技术作为一种高效、灵活的表面改性方法，通过静电力、氢键等作用力实现涂层的精确构建，能显著提升镁合金的耐蚀性、抗菌性和骨整合能力。本文主要从层层自组装涂层的构建策略与作用机理出发，综述了医用镁合金表面自组装涂层的研究动态；介绍了自组装改性的工艺原理，阐述了该技术的优缺点；系统分析了自组装涂层对医用镁合金降解的影响，并对其发展方向进行了展望，以推动医用镁合金在医学领域的广泛应用。

等离子喷涂功率是调控镍电极在碱性水电解中的微观结构与电化学性能的关键参数。为探究喷涂功率(33～39 kW)对碱性水电解中镍电极催化性能的调控作用，通过在33～39 kW功率范围内进行梯度实验，系统分析了喷涂功率对Ni-Al涂层表面形貌和电化学性能的影响。结果表明:喷涂功率从33 kW增大到36 kW，Ni电极表面的裂纹消失，出现颗粒状的纳米结构；随着喷涂功率进一步增大到39 kW，纳米结构的颗粒出现粗化现象，导致催化性能下降。喷涂功率为36 kW时制备的电极在析氢反应(HER)和析氧反应(OER)中展现出最佳的催化性能，在电流密度为100 mA/cm2时其HER和OER分别具有249 mV和120 mV的低过电位、塔菲尔斜率为72 mV/dec和201 mV/dec，恒电流运行12 h后电流密度无衰减；此外，36 kW制备的电极还展示出卓越的全水解性能，仅需2.05 V达到300 mA/cm2的电流密度。本工作为制备高活性镍基碱水电解析氢电极的工艺参数设计提供了理论支持，以期推动高性能、低成本碱性水电解催化电极的规模化生产应用。

为了探究甲烷流量对复合类金刚石碳(Diamond-like Carbon，DLC)薄膜微观结构、力学性能及低真空(10－1Pa)摩擦学特性的影响，采用磁控溅射技术在不同甲烷流量(20、25、30、40 mL/min)下制备了Ti、Si、O多元复合的DLC薄膜，并对其微观结构、力学及低真空摩擦学性能进行了表征分析。结果表明:所有甲烷流量下沉积的薄膜均拥有Ti/Si交替富集纳米层状结构，其中富Ti层内存在TiC纳米晶相。随着甲烷流量增加，纳米多层结构的调制周期呈降低趋势，硬度由14.2 GP降至8.1 Pa，弹性模量从约136.1 GPa减少至约78.9 GPa。红外光谱分析揭示，甲烷流量的增加导致了薄膜内sp3C－H键比例上升，形成更多聚合sp3-CHn结构，从而降低了硬度和弹性模量。此外，由于纳米多层结构调制周期的降低有利于薄膜韧性的提高，薄膜的临界剥落形式由脆性剥落转变为韧性剥落。低真空环境下，甲烷流量低于30 mL/min时，薄膜的摩擦学性能较差，迅速磨穿失效。随着甲烷流量的增加，氢对摩擦界面的钝化效应减弱了摩擦副间的相互作用，降低了摩擦系数。因此甲烷流量增加至30 mL/min时薄膜表现出优异的低真空摩擦学性能，摩擦系数和磨损率最低分别为0.019 2，5.43×10－8 mm3/(N·m)；继续增加甲烷流量，薄膜保持低的摩擦系数，但薄膜的力学性能有所降低，导致磨损率小幅升高。

为研究混凝土在紫外线照射下的腐蚀状况，考虑不同紫外线照射强度的影响，采用干湿交替方式研究了非饱和混凝土中氯离子传输规律，分析了不同紫外线照射强度下混凝土中自由氯离子含量、总氯离子含量、pH值及氯离子结合性能随深度的变化规律，探究了紫外线照射对混凝土孔隙结构和物相组成的影响。结果表明:紫外线照射显著增加了非饱和混凝土中的氯离子含量及其侵蚀深度，随着紫外线强度的增加，相同深度处的自由氯离子和总氯离子含量上升，氯离子浓度峰值增大，而对流区深度减小，增加了混凝土中钢筋锈蚀风险；紫外线照射显著降低了混凝土表层的氯离子结合能力，加速结构失稳并发生破坏。紫外线照射不仅导致混凝土表层的pH值降低，促进自然碳化，提高了CaCO3含量，增大了钢筋表面钝化膜的腐蚀几率，还减少了多害孔、增加了无害孔，从而使非饱和混凝土的孔隙结构更为密实。混凝土中氯离子含量的增加主要源自紫外线对毛细吸附过程的强化作用。

近年来，由于Zn-Al-Mg镀层具有优异的耐腐蚀性能，其在多种服役环境中逐渐规模化应用，但是其在不同的环境中的腐蚀行为及机理研究尚不充分。釆用硅藻土模拟土壤实验室加速腐蚀法研究热浸镀Zn-11Al-3Mg镀层在模拟华南地区、西北地区、北美地区和欧洲地区土壤中的腐蚀行为及机理。结果表明:Zn-Al-Mg镀层在4个区域的土壤中均产生保护性腐蚀产物，埋片12个月镀层仍可对钢基体起到防护作用。Zn-Al-Mg镀层在不同土壤中的腐蚀速率值排序为华南＞西北＞欧洲≈北美。土壤环境的pH值、含盐量和Cl－含量影响镀层的腐蚀行为:华南地区土壤的pH值较低，H＋促进了阴极去极化过程，从而加速腐蚀过程。西北地区土壤含盐量高且Cl－浓度较高，高含盐量使镀层处于强电解质环境中，加速镀层腐蚀；Cl－因其半径小且具有侵蚀作用，破坏致密的保护性腐蚀产物，使镀层发生点蚀。北美地区和欧洲地区近中性土壤环境使镀层腐蚀程度相对轻微。镀层腐蚀后生成了致密稳定的腐蚀产物对镀层起到良好的保护作用，在不同土壤环境中腐蚀产物主要由Zn5(OH)8 Cl2·H2 O、Zn5(CO3)2(OH)6和Zn4SO4(OH)6·H2O组成，Zn-Al-Mg镀层在模拟土壤环境中的腐蚀与土壤环境中的离子参与腐蚀过程密切相关。

为解决聚氯乙烯类管网系统在不易维护区段因长期暴露于自然环境下，导致的裂缝类破损失效引起的维护成本过高且系统可持续运维困难问题，制备了组成为基液与固化剂的SF-2980型自修复树脂涂料，通过涂覆SF-2980型树脂的自修复涂装式保护的方法，采用漆膜冲击器和附着力测试仪测试了树脂固化后的耐冲击性能与粘结强度，利用自愈性和管道破损修复试验探究了树脂涂层对于管道发生裂缝类失效破损的修复效果，分析了涂装式保护的经济成本与传统拆装式保护的经济运维成本。结果表明:涂层干膜厚度为0.40 mm时表现出最佳的耐冲击性和最优的基材粘结强度。此外，涂层材料本身具备良好的自修复性能，能够对管道表面产生的裂缝类破损实现5 min内修复。当涂层干膜厚度为0.40 mm时，同管径下，传统管道破损拆装式修复的经济成本为自修复涂装式保护的1.5倍，使用该材料后的管道维护成本显著降低，且可以提高不易维护区域的管道运行的可靠性和耐久性，实现可持续运维。

为了明确油套管用高含Cr钢和普通碳钢材料在注CO2驱极端工况环境下的腐蚀行为，揭示高含Cr钢和普通碳钢腐蚀差异机理，为渤海油田CO2驱注气井管柱材料选择提供理论依据，采用高温高压釜模拟CO2驱油井筒实际工况，对4种不同油套管钢材料进行了失重腐蚀实验，利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对材料表面腐蚀产物和腐蚀特征进行了表征分析。结果表明:在高温高压高浓度CO2腐蚀环境下，S13Cr和22Cr油套管钢均匀腐蚀速率显著低于中海油油田腐蚀标准0.125 mm/a，点蚀速率也低于标准要求0.130 mm/a。相比之下，N80油套管钢和13Cr钢的均匀腐蚀速率分别为0.426 mm/a和0.128 mm/a，高于油田标准要求。N80和13Cr钢表面腐蚀产物主要成分为FeCO3和Fe-Cr，S13Cr钢表面为Fe-Cr，22Cr钢表面除了FeCO3外，还生成了致密的Cr2O3和CaCO3。22Cr钢表面的这些腐蚀产物的存在有效抑制了CO2腐蚀，使22Cr油套管钢展现出最佳耐蚀性能。

金属表面腐蚀识别分析系统是基于腐蚀形貌分析腐蚀情况的金属腐蚀监测设备的核心组成部分，开发金属表面腐蚀识别分析系统对金属腐蚀监测技术的发展具有重要意义。使用F1-Score和mAP评估方法，从YOLO v5，v6，v7和v8 4个版本算法中优选出适用于金属表面腐蚀识别分析系统的YOLO v8模型。通过数据清洗、数据增强、XML注释、边界框标注等方法和步骤对金属表面腐蚀图像原始数据集进行处理，形成计算机深度学习训练数据集，编写了导入图像和视频处理、YOLO模型加载、计算设备选择以及数据集中类别名称处理等模块对应的程序。经计算机深度学习，基于YOLO v8的金属表面腐蚀识别分析系统训练损失和验证损失下降，精度和召回率提高，mAP值逐渐上升，模型具备较好的泛化能力。将该模型应用于实际发生的金属装备腐蚀检测中可以发现，模型识别分析效果较为理想，将该模型应用于实际工况下金属表面腐蚀图像的识别与分析，能准确识别腐蚀发生位置，进行准确的腐蚀分类。

为了改善聚脲涂层的光学性能，拓展其在不同环境下的防护需求，采用两步法合成高透明天冬聚脲涂层，制备了端胺基聚醚和天门冬氨酸酯比例不同的5种聚脲涂层，对聚脲涂层进行红外光谱表征、透光率测试、力学性能测试、X射线衍射测试和耐腐蚀性能测试。讨论了5种聚脲涂层中成膜性较好的M3、M4、M5的性能。结果表明:这3种涂层的结晶程度均较低，透明性好，在450 nm处的可见光透过率均大于92%；其中M3型聚脲的力学性能最佳，断裂强度、断裂伸长率和杨氏模量分别为35.98 MPa、622.59%和2.81 MPa；对M3型聚脲涂层进行耐腐蚀测试，分别用5%H2SO4、5%NaOH和5%NaCl进行浸泡处理240 h之后，进行拉力测试，发现M3型聚脲的耐腐蚀性能优异，经酸、碱、盐水浸泡240 h后表面形貌无明显变化，断裂强度和断裂伸长率仍能保持原来的80%。

面向673～1 373 K极端环境应用需求，通过电弧熔炼结合热压烧结技术制备了Ga掺杂Si0.85Ge0.15－x(x ＝0～0.003)块体热电材料，系统揭示了Ga掺杂对电-热输运性能的协同调控机制。研究表明:Ga作为受主杂质固溶于Ge位点，能够提升热电材料的电导率。750 K时x ＝0.003样品的功率因子达到4.6×10－4 W/(m·K2)，较未掺杂样品提升约3.6倍。Ga取代Ge位会引起点缺陷的产生，散射高频声子降低了材料的晶格热导率。950 K时x ＝0.001样品的总热导率降至3.3 W/(m·K)，降幅达15.4%。此外，Ga的掺杂能优化材料的热电性能，当x从0增加到0.003时，950 K时样品的ZT值从0.02跃升至0.13，增加5.5倍。本研究对于发展SiGe基合金热电材料在极端环境和材料表面改性领域的应用具有重要价值。

为提高铝锂合金的耐蚀性，利用静电喷雾法在未经阳极氧化和经过硫酸、磷酸两步法阳极氧化的铝锂合金表面喷涂环氧树脂/CeO2复合涂层，通过扫描电镜、接触角测量仪、探针式轮廓仪、漆膜拉拔测试仪、电化学测试研究了环氧树脂/CeO2复合涂层的表面形貌、水接触角、表面粗糙度、与基体的结合力和耐腐蚀性能。结果表明:在未经阳极氧化的铝锂合金表面制备环氧树脂/CeO2复合涂层时，CeO2质量分数为1.5%条件下制备的复合涂层表面粗糙度为最低值0.037 μm，水接触角为最大值110.2°，结合力为最大值2.83 MPa；电化学测试显示当CeO2质量分数为1.0%时，复合涂层拥有最佳腐蚀电位－0.549 V，最大阻抗值262.3 kΩ·cm2。在经过硫酸、磷酸两步法阳极氧化的铝锂合金表面喷涂含1.0%CeO2的环氧树脂/CeO2复合涂层可以显著提高涂层的耐蚀性能，130 V氧化电压下其腐蚀电流密度为9.265×10－10 mA/cm2，比裸铝锂合金高3个数量级，且在涂层损伤后能形成钝化层，可有效阻止其进一步腐蚀。这归因于富Ce钝化层的抑制作用以及氧化膜的阻挡作用:当铝锂合金表面涂层破损后，涂层中产生Ce3＋、释放在阴极位置形成富含Ce(Ⅳ)的钝化层，使其仍能够达到显著的防腐蚀效果。

为了提升输电杆塔材料在复杂大气环境下腐蚀预测的准确性，构建科学高效的建模方法以支撑材料寿命评估与防护策略制定，本研究基于历史积累的电网杆塔材料腐蚀数据，构建了遗传算法(GA)-随机森林(RF)-神经网络(BP)的多算法集成模型，用于碳钢与镀锌钢材料的大气环境腐蚀预测。通过优化模型参数与特征选择策略，碳钢与镀锌钢的预测平均相对误差分别降至7.65%和8.83%，较单一BP模型和GA-RF模型显著提升了预测精度。实验结果表明，GA-RF-BP模型能够有效融合多算法优势，增强对复杂非线性腐蚀规律的拟合能力，为输电杆塔材料的腐蚀防护与寿命评估提供了可靠的技术支撑。

为明确N80油管在不同温度、CO2分压及流速下CO2腐蚀规律和腐蚀行为，通过高温高压釜展开腐蚀失重实验，利用SEM＋EDS、XRD以及3D轮廓仪对腐蚀后试样的腐蚀规律和腐蚀行为进行分析。结果表明，N80油管的平均腐蚀速率随着温度的升高、CO2分压的增大逐渐增大，腐蚀后的基体表面产生了许多分布不均匀且腐蚀深度不同的腐蚀缺陷，随着CO2分压的增大，腐蚀产物膜致密程度较高，有孔洞、裂缝出现。当N80油管处于动态环境时，由微观表征技术分析其主要腐蚀产物为Fe3O4及Fe2O3，且流速增大产物膜的稳定性较差。研究表明，温度、CO2分压及流速均显著影响N80油管的腐蚀行为，并已明确其腐蚀规律。

为解决连铸结晶器在使用过程中高温磨损导致易失效的问题，利用纳米复合电沉积技术，以紫铜板为基材，在其表面沉积纯Ni镀层与Ni-Al2O3纳米复合镀层，通过系统对比二者的微观组织及力学性能，揭示纳米颗粒对复合镀层的强化机制。研究表明:在相同工艺条件下，纳米复合镀层镀态硬度是纯Ni的2.25倍，这主要得益于纳米颗粒产生的细晶强化以及弥散强化效应，其中弥散强化占据主导，贡献率达72%。此外，纳米复合镀层还具有更强的高温稳定性，经800 ℃、8 h高温热处理后，复合镀层的硬度仅下降9.4%，显著低于纯Ni镀层的40.7%降幅，这与纳米颗粒通过动态钉扎效应抑制晶界迁移，使晶粒粗化受限有关。高温摩擦磨损试验(600 ℃)表明，纯Ni镀层呈现严重塑性变形、氧化磨损及黏着磨损，且伴有镀层剥落现象；纳米复合镀层的高温磨损以磨粒磨损为主，仅伴有轻微黏着磨损。本研究阐明了Ni-Al2O3纳米复合镀层“高硬度-抗高温软化-耐磨性”协同强化的微观机制，为冶金结晶器等高温磨损工况下的表面防护技术提供了理论依据与材料设计策略。

利用光学显微镜、能谱仪、电化学工作站等设备研究固溶温度对UNS S32750超级双相不锈钢组织形态及耐腐蚀性能的影响。结果表明，随固溶温度的升高，铁素体含量逐渐上升。当固溶温度为1 040 ℃时，铁素体相界有σ 相析出，约占总面积5.75%。当固溶温度在1 080～1 120 ℃范围内时，铁素体/奥氏体(α/γ)比率为1.22，铁素体占比约55%，且耐腐蚀性能最佳。之后随固溶温度的继续升高，α/γ 比率增大，导致耐腐蚀性能下降。因此，当UNS S32750热处理温度在1 080～1 120 ℃范围内时，材料具有最佳的耐腐蚀性能。

为研究奥氏体不锈钢的点蚀敏感性，采用电化学方法对压力容器用304L、316L不锈钢在Cl－环境中的临界点蚀温度进行了测量，形成了点蚀敏感性评价曲线；进一步通过化学浸泡法对电化学法测得的电化学临界点蚀温度进行验证和校准，修正了评价曲线。结果表明:随温度或Cl－浓度的升高，304L和316L的钝化膜保护性能下降，点蚀敏感性增加。Cl－浓度相同的条件下，2种方法在试验浓度范围内所获临界点蚀温度存在－10 ～23 ℃的差距。2种方法所获临界点蚀温度均随Cl－浓度的升高而降低，降低速率也逐渐减缓，中低浓度下Cl－的影响更显著。该研究为金属材料临界点蚀温度测量及实际工况下材料选材评估提供了理论指导和数据支持。