针对球墨铸铁与合金钢异种材料焊接界面容易形成碳偏聚进而产生裂纹的问题，通过采用连续-脉冲同轴双激光焊接工艺及填充镍基合金焊丝，实现了QT500与20MnCr5的优质焊接。研究了同轴双激光中不同脉冲激光功率（360、400、440、480 W）对焊缝成形质量的影响规律，讨论了激光作用位置向钢侧偏移（偏移量）对焊接接头界面碳元素偏聚现象的影响机制，对焊接接头力学性能、金相组织及硬度分布进行了综合分析。结果表明：同轴双激光焊接工艺可用于球墨铸铁与合金钢的焊接，球墨铸铁侧的热输入对焊缝的成形质量及力学性能的影响较为显著；由于球墨铸铁侧莱氏体及马氏体的析出，断裂主要发生在该侧的熔合区；在保证熔深稳定的前提下，分别研究了不同偏移量（0.1、0.2、0.3 mm）对接头的影响，激光作用位置向钢侧偏移能够有效减小球墨铸铁侧的热输入，避免碳元素过度偏聚，力学性能得到相应的提升，断裂位置向热影响区移动，焊缝接头的强度得到优化。

基于铜基焊丝CuSi3Mn1，采用钨极惰性气体保护焊（TIG）和激光?TIG复合焊方法开展了QP980钢搭接焊接头的成形、组织与力学性能研究。结果表明：搭接焊接头由熔焊区、钎焊区和热影响区组成；TIG焊接头只有上基板发生部分熔化，而激光‐TIG复合焊接头的上下基板均发生了部分熔化；随着电弧电流增大，两种接头的接触角均减小，钎焊区长度均增加；脉冲激光的加入可以进一步降低接头的接触角，增加钎焊区长度；接头熔焊区以铜基体为主，内部分布着富铁小岛和富铁颗粒；钎焊区的铜基体中分布着少量富铁颗粒。随着电弧电流增加，TIG和激光?TIG复合焊接头的拉剪载荷均增加；在相同的电弧电流下，激光?TIG复合焊接头的拉剪载荷更高；当激光功率为240 W、电弧电流为140 A时，搭接焊接头的拉剪载荷可达12.4 kN；接头断裂位置均位于焊缝处，断裂路径由钎焊区扩展到熔焊区。本文研究表明，增加钎焊区长度能够强化接头性能，接头中的强化相为富铁小岛和富铁颗粒。

采用激光熔覆沉积（LCD）成形技术在锻造GH3536合金表面制备了GH3536合金，并对其显微组织与力学性能进行研究。结果表明，LCD成形GH3536合金的激光成形区与锻造基材之间形成了宽度为250~320 μm的等轴晶结合区。此外，在成形区还发现了宽度为2~2.5 mm具有枝晶结构的鱼鳞状熔池，以及少量孔洞缺陷。在成形过程中，在结合区和成形区析出了M₆C和M₂₃C₆碳化物。由于成形区GH3536合金具有比基材更高的室温拉伸强度，激光熔覆沉积成形GH3536表现出明显的各向异性，垂直于成形方向材料的抗拉强度与屈服强度比平行于成形方向分别高12.5%和9.1%，但其延伸率低7.7%。由于成形区GH3536合金晶粒尺寸较大，并且存在少量孔洞缺陷，其维氏硬度比基材降低了12.4%。

采用基于激光诱导熔化极惰性气体保护(melt inert gas, MIG)电弧焊的增材技术，研究了插补沉积和十字交叉沉积两种不同沉积路径对2319铝合金块体组织性能的影响。结果表明：插补沉积的晶粒细小，柱状晶生长方向一致；十字交叉沉积的晶粒粗大，柱状晶生长方向杂乱无章。在力学性能上，插补沉积和十字交叉沉积的平均硬度分别是97.9 HV和89.2 HV，十字交叉沉积下试件的整体硬度分布更均匀。插补沉积试件的强度和塑性具有各向异性，十字交叉沉积试件的强度和塑性具有各向同性。其中，插补沉积试件沿X方向和Y方向的抗拉强度分别为233.58 MPa和275.52 MPa，延伸率分别为6.34%和11.12%。十字交叉沉积试件在XY平面的极限抗拉强度为251.33 MPa，延伸率为7.68%。研究表明，对于铝合金块体的激光诱导MIG增材技术制造，插补沉积试件在Y方向上的整体组织性能优于十字交叉沉积试件。

紫外有机发光器件（OLED）的宽带隙发光分子限制了空穴注入效率, 从而导致载流子复合低效, 器件发展受限。可溶液处理工艺兼顾了低成本、高可控性及规模生产的时代特色。本文报道了利用溶液法制备的WCl6及其与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸掺杂复合物（PEDOT∶PSS+WCl6）调控近紫外OLED的空穴注入特性, 实现了高效率近紫外有机发光。X射线光电子能谱、紫外-可见光吸收光谱等分析表明, WCl6和PEDOT∶PSS+WCl6薄膜具有优异的电子特性和光透过性。伏安特性和阻抗谱分析表明, 空穴注入能力按WCl6、PEDOT∶PSS和PEDOT∶PSS+WCl6的顺序依次增强。以PEDOT∶PSS+WCl6作空穴注入层、2-(4-联苯)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑（PBD）作发光层, 获得了最大外量子效率为2.6%、最大辐照度为8.05 mW/cm2、半峰宽为45 nm、电致发光峰为405 nm的高效率近紫外OLED。器件寿命测试对比结果表明, WCl6掺杂PEDOT∶PSS后器件的稳定性得到了增强。 该研究结果拓展了WCl6的应用领域, 对于推进高效稳定近紫外OLED的进一步发展具有一定的借鉴意义。

采用轴向应变控制法研究了激光增材制造成形GH3536合金在室温和800 ℃下的低周疲劳性能,并通过扫描电镜和透射电镜分别对合金的断口形貌、组织进行了分析。结果表明:温度和应变的增加会缩短合金的疲劳寿命。在室温下,合金在不同应变幅下均表现出了先循环硬化后循环软化的特征,且疲劳裂纹源单一;位错密度的增加是合金循环硬化的重要因素。在800 ℃下,合金在低应变幅下先循环硬化,再出现明显的循环稳定现象,最后循环软化至失效;在高应变幅下则表现为先循环硬化再循环软化。800 ℃下合金的裂纹源数量较多,相的析出及其对位错的钉扎使合金发生了硬化。合金的疲劳寿命与应变幅符合Basquin-Coffin-Manson关系。塑性应变能模型能够准确地预测疲劳寿命,预测结果均位于1.5倍分散带以内。

采用选区激光熔化技术制备了GH3536合金，并研究了热等静压和固溶处理对GH3536合金的组织、力学性能和疲劳裂纹扩展性能的影响。结果表明：沉积态合金中存在熔池、枝晶、柱状晶以及孔洞和裂纹缺陷；热等静压能有效愈合缺陷，消除熔池和枝晶，并使晶粒长大为等轴晶，但是会导致碳化物沿晶界连续析出；固溶处理后大量碳化物回溶到基体。沉积态合金的抗拉强度、硬度和伸长率分别为782.1 MPa、227.9 HV和17.7%，缺陷是影响合金塑性的重要因素；热等静压处理后，合金的抗拉强度和硬度分别降为693.7 MPa和170.4 HV，伸长率上升到34.7%；再经固溶处理，合金的抗拉强度和硬度分别回升至741.0 MPa和180.6 HV，伸长率为48.7%。相比较而言，沉积态合金的疲劳裂纹扩展抗力较低，而热等静压+固溶处理使合金的疲劳裂纹扩展抗力得到了提升。

以镁合金/钢对接接头为研究对象,选用组合热源模型模拟激光诱导TIG电弧复合热源的作用,考虑激光与TIG电弧的耦合效应及Fe-Ni固溶区的形成,利用ANSYS软件对焊接温度场分布和热循环曲线进行模拟计算。结果表明:所得模拟结果与实验结果吻合良好,验证了所建热源模型的准确性及适用性;镁合金/钢对接焊接头的峰值温度可达2249 ℃,焊接高温作用于镍夹层及其邻近的钢母材,促进了界面的冶金反应及元素扩散,为Fe-Ni固溶区、高熔点AlNi相及双固溶体结构界面层的形成提供了温度条件;液态镁合金熔池停留时间为0.28 s,能保证其在钢侧进行充分的润湿铺展,实现接头的良好成形;在熔池的搅拌作用下,AlNi强化相弥散分布,使得镁合金焊缝的强度增大。

开发新型无机空穴传输层材料是钙钛矿电池实现商业应用的重要挑战之一。本文开展了二硫化钨纳米片制备及其钙钛矿太阳能电池空穴传输层应用研究。采用液相超声剥离法成功制备了WS2纳米片, 并将其引入钙钛矿太阳能电池中用作空穴传输层。结果表明, 当WS2纳米片溶液浓度为1 mg/mL时, 制备的WS2纳米片空穴传输层具有较合适的厚度, 并且后续在其上生长的钙钛矿活性层成膜质量高、结晶性能好, 电池取得6.3%的光电转换效率。结果证实WS2纳米片可作为新型无机空穴传输层材料用于钙钛矿太阳能电池。

为了改善和提高不锈钢TIG电弧增材制造零件的成形质量和力学性能,加入小功率激光对TIG电弧进行诱导增强,对比激光加入前后的电弧形态,研究不同激光功率下制得的增材制造墙体的抗拉强度及微观组织。结果表明:激光的诱导作用能够压缩电弧,稳定堆积过程,提高堆积速度,实现墙体的低热输入堆积,提高墙体的力学性能;墙体的微观组织主要是柱状树枝晶;热量的积累使得墙体从下到上的枝晶间距逐渐增大,墙体从下到上的硬度值逐渐降低;墙体最顶部为等轴树枝晶;激光诱导电弧复合增材制造的316不锈钢墙体由奥氏体和铁素体组成。