采用等离子喷涂-化学气相沉积法制备Bi2O3薄膜，并研究了沉积温度和热处理温度对于Bi2O3薄膜形貌和成分的影响。用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、高分辨率透射电子显微镜对该薄膜形貌和成分进行了表征，通过紫外-可见光漫反射光谱仪研究了不同热处理温度下α/β-Bi2O3禁带宽度的变化。结果表明：沉积温度和热处理温度影响Bi2O3薄膜的微观形貌，同时影响α和β两相的相比例，但沉积温度的影响显著大于热处理温度；随着热处理温度升高，β相转化为α相的比例越来越高，α-Bi2O3和β-Bi2O3的禁带宽度都有所增加；最后，通过对甲基橙和双酚A的降解证明了Bi2O3薄膜具有良好的光催化降解性能。

激光增材制造合金内部存在的孔隙缺陷会对合金的力学性能产生不利影响。为研究激光选区熔化（SLM）成形Al-Mg-Sc-Zr合金中孔隙缺陷对其拉伸性能的影响，通过SLM成形技术制备了Al-Mg-Sc-Zr合金试样，利用X射线计算机断层扫描技术表征了合金内部孔隙缺陷的三维特征，并通过室温拉伸试验获得了合金的拉伸性能。基于SLM成形Al-Mg-Sc-Zr合金的孔隙数据及室温拉伸试验结果，建立能够反映材料本构以及孔隙特征的代表体积单元（RVE）模型，在SLM成形Al-Mg-Sc-Zr合金基体保持不变的情况下，通过改变RVE模型中的孔隙率和孔隙尺寸研究孔隙对SLM成形Al-Mg-Sc-Zr合金拉伸性能的影响。计算结果表明：当孔隙率增加时，合金的抗拉强度和弹性模量明显降低；当孔隙尺寸增大时，合金的抗拉强度明显降低，但弹性模量没有明显变化；当孔隙尺寸增大到一定程度（大于100 μm）时，孔隙周围会出现明显的应力集中。

高强铝合金因其优异的比强度和塑性在航空航天领域得到广泛应用，近年来快速发展的增材制造技术为制备高强铝合金提供了新的方法。为此，利用激光选区熔化（SLM）成形技术制备了Al-Mg-Sc-Zr合金。通过X射线计算机断层扫描技术、光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射（EBSD）和室温拉伸试验对合金的微观组织和力学性能进行表征和研究。研究结果表明：SLM成形Al-Mg-Sc-Zr合金的成形质量较好，孔隙率仅为0.0013%，最大孔隙尺寸为126 μm。合金的微观组织分为粗晶区和细晶区，熔池内部为粗晶区，熔池边界为细晶区。熔池边界处的Al₃（Sc，Zr）颗粒为Al晶粒析出提供了大量形核位点，使得晶粒细化效果显著。试验得到平均晶粒尺寸为3 μm，在更小的EBSD扫描步长下测得细晶区的平均晶粒仅为0.6 μm。SLM成形Al-Mg-Sc-Zr合金的拉伸性能优异，各向异性较小。横向试样的拉伸强度略高，其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到465 MPa、508.2 MPa和14.07%。SLM快速冷却的特性和添入的Sc、Zr元素使SLM成形Al-Mg-Sc-Zr合金拥有良好的成形质量、细化的晶粒组织和纳米尺寸的Al₃（Sc，Zr）颗粒，由此产生的细晶强化和沉淀强化是拉伸性能的主要强化机制。

无拖曳控制技术通过控制微推力器产生的推力来抵消航天器受到的非保守力, 其是获得超静超稳空间实验平台的关键技术之一。首先总结了无拖曳控制技术的研究现状与发展趋势, 系统地总结了国外历次无拖曳航天器控制系统的详细设计方案以及国内的研究进展, 随后分析了无拖曳控制技术的特点以及所面临的挑战, 并概括了无拖曳控制所涉及到的关键技术。最后针对我国空间引力波探测对无拖曳控制技术的需求做了详细的分析与展望。

地面引力波探测由于受到地表振动、重力梯度等噪声以及试验尺度的限制, 探测频段被限制在10Hz以上, 而对于更大特征质量和尺度的波源, 探测频段主要在中低频段(01 mHz～1 Hz)。因此, 为避免地面干扰, 需要在空间进行探测。由于引力波信号微弱, 探测精度极高, 针对空间引力波探测, 国际上提出了以LISA为代表的空间引力波探测计划, 国内中国科学院也提出了太极计划。然而, 国内外的引力波探测卫星计划, 对卫星的技术指标、设计复杂性和成本均提出了极高要求, 短期之内难以实现。针对这一现实情况, 本文参考LISA pathfinder的设计思路, 设计一颗近地低成本商业卫星, 针对引力波探测关键技术的验证需求, 进行卫星任务需求分析及结构、热控、姿态控制等关键技术分析, 提出商业化的低成本技术验证初步设想, 希望能对空间引力波探测卫星总体设计提供一定借鉴。