三十年前发现,生物玻璃能与骨形成骨键结合.这种特殊的材料已经有超过15年的临床应用,并有数以千计的成功病例.研究表明,骨的键合及骨再生和修复（骨形成作用）涉及玻璃表面的离子快速交换反应、生物活性表面反应层的成核和生长、由可溶硅和钙组成的临界浓度的离子溶解产物的释放.生物活性玻璃的分子生物学机理研究表明,它的生物活性响应看起来是由基因控制的.具有骨促进作用的A类生物活性玻璃通过直接对那些调节诱发细胞周期开始和进程的基因的直接控制,从而加强了其骨形成和促进作用.不能够形成新骨的细胞从细胞总体中被消除,这一特征是当成骨细胞在生物惰性材料或者B类生物活性材料培养时所没有的.骨前细胞细胞周期的基因调控生物学结果是成骨纲胞的快速繁殖和分裂,这也导致了骨的迅速再生. 对生物活性玻璃基因基础的理解,可以为设计新一代活化基因的玻璃材料、以及新一代活化基因的组织工程用生物降解支架材料提供重要的依据.如果我们能用玻璃激活基因,可以肯定,有一天我们就能用玻璃来控制基因.

全面系统地回顾了坩埚下降法晶体生长中输运过程的数值模拟近二十年来的研究进展,并进一步作了简单总结.揭示了国外采用计算技术研究晶体生长工艺过程的发展状况和重视程度.

综述了近年来微波介质陶瓷在低温烧结方面的研究进展.为降低微波介质陶瓷的烧结温度,传统的方法是添加氧化物或低熔点玻璃作为烧结助剂、采用化学合成方法和使用超细粉体作为起始原料.另外,发展具有低烧结温度的新的微波介质陶瓷材料体系也是一种有效的方法.

波阻抗梯度飞片材料是一类新型的功能梯度材料（FGM）,它是FGM在动高压物理领域内的功能延伸.利用波阻抗梯度飞片材料可以实现对靶材料或二级飞片的准等熵压缩和超高速发射,进而能够在实验室条件下获得相当于核爆水平的极端超高压状态,从而为核武器的设计和武器物理研究提供了现实、可行的研究手段.

Y³⁺离子掺杂钨酸铅晶体特殊的低剂量率辐照行为一般在晶体顶端表现更为明显,以往研究认为该现象起因于晶体中有效分凝系数<1的Na⁺、K⁺和Si⁴⁺等杂质在顶端的富集.本文研究了Si⁴⁺掺杂的Y³⁺:PWO晶体,对晶体顶端和晶种端的分段晶体测试了退火温度对晶体透过率和辐照硬度的影响,结果发现:在实验所涉及的掺杂浓度范围内,Si⁴⁺离子杂质对Y³⁺:PWO晶体的辐照硬度及透过率无影响,可以认为Y³⁺:PWO晶体特殊的低剂量率辐照行为和晶体中的Si⁴⁺离子含量无关.

采用喷雾水解反应法得到粒径在0.5～2μm之间球形实心、单个粉体内钡钛比也完全均匀的钛酸钡粉体.实验结果表明,水解反应和沉淀反应段的温度及长度、和草酸二甲酯的浓度是影响产物保持球形和组份是否均匀的主要因素.采用喷雾水解反应法获得理想钛酸钡超细粉体的工艺条件为:反应段温度>85℃,反应段停留时间>3s;DMO浓度>0.75mol/L.

以La（OAc）₃,Ba（OAc）₂,Ti（On-Bu）₄为起始物,采用共溶-水凝胶法制备掺镧改性钛酸钡纳米多晶粉体La_xBa_1-xTiO₃（x=0.00,005,0.10,0.20,0.30）,利用正交试验对制备溶胶的主要工艺进行优化:溶胶是由总浓度为0.7mol/L的起始物逐步滴入蒸馏水进行共溶水解而得,其介质为氨水调节的pH=3.8和70℃的醋酸.将溶胶陈化和浓缩而得湿凝胶,干凝胶是将湿凝胶在烘箱中经50℃/24h处理而得.对干凝胶及其焙烧粉体进行了七项特性表征:首先取少量干凝胶进行TG-DTG和FT-IR测试,以确定焙烧温度范围和历程;然后另取一部分干凝胶在该温度范围内的不同温度点上焙烧,以便制得系列粉体试样,对其进行FT-IR、XRD、SEM、EDS、TEM及LRS表征,以比较各试样的晶相组成、原始晶粒尺寸、晶格常数及其四方相畸变度δ（即晶轴比c/α）、团粒形貌及微区金属元素含量等并从中优选工艺,探讨共溶-水凝胶过程及掺镧改性机理等.

金属磁记录粉表面包覆硅烷偶联剂（KH550）可以明显改善其氧化稳定性.采用TEM,FT-IR TG-DSC,Mossbauer,EXAFS以及VSM等分析方法,研究表面有机物结构以及表面吸附有机薄膜对金属粒子本身原子结构的影响.结果表明,有机物分子一方面与粒子表面氧化层发生较强的化学键合作用形成Si-O-Fe,表面有机物薄膜影响粒子表面Fe原子、电子状态;对粒子基体中Fe原子的第二近邻结构具有明显的影响,而对第一近邻结构没有影响.

用sol-gel法制备了不同CO₃^2-掺量的碳羟磷灰石（CHAP）;采用FTIR、DTA、TG、XRD、TEM、晶粒密度测定、静态吸附等方法研究了CHAP的替换结构及其相变和吸F-行为.结果表明;CHAP属AB混合型替换结构;当WCO₃^2-<3.34％时,随CO₃^2-含量增加,RI增大,吸氟量减小,吸氟过程中有较强的优先吸附CO₃^2-进入其晶格的能力,150～776℃脱CO₃^2-相变为钙亏HAP,776℃时脱羟相变为TCP相;当WCO₃^2-=3.34％时,RI达最大值,脱CO₃^2-相变为正常配比HAP,在776℃时不发生脱羟相变;当3.34％3^2-≤7.52%时, 随CO₃^2-含量增加, RI减小, 吸氟量增大, 吸氟过程中有较强的优先吸附F^-进入其晶格的能力而CO₃^2-被交换出来, 脱CO₃^2-相变为钙盈HAP, 在776℃时不发生脱羟相变; CHAP纳米晶有沿柱长方
向的溶解行为, 比纯HAP的吸氟量大2～3倍, 表现出纳米尺度下的溶解-沉淀吸附效应.

在严格无水的条件下,制备了氧化铁纳米粒子,采用FTIR、XRD、TEM、TG-DTA、Mossbauer谱等方法对所得的纳米粒子进行了表征和分析.实验结果证明:室温晾干后,得到无定形的FeOOH超细粉体;通过控制热处理的温度;可以得到不同晶型的氧化铁纳米粒子.即:在300℃热处理1h,主要得到约30nm的Fe_3-xO₄,450℃处理1h,可得到粒径约为98nnm的α-Fe₂O₃粒子.

在Si₃N₄粉体的生产和存储过程中,氧化和水解是两个不利的因素,但在偶联剂的作用下,它们在提高陶瓷粉体与有机载体的相容性方面起到了促进作用.本文测定了未经处理的Si₃N₄。粉及通过氧化和水解改性的Si₃N₄粉的表面性质,并分析了它们对偶联剂选择作用量的影响.

采用Bi（OH）₃原料和KOH矿化剂,在120～220℃和0.5～10h的水热条件下,制备出单斜结构的α-Bi₂O₃;研究了原料种类、反应温度和保温时间对Bi₂O₃粉体形貌的影响,获得了分散性好、无团聚、长度4～70μm和长径比5～16的Bi₂O₃晶须.

以含结晶水的硝酸钙和五氧化二磷的醇溶液为前驱体精心控制反应过程用溶胶-凝胶法制备出高纯且粒度均匀的纳米级羟基磷灰石粉体.通过TEM,XRD,IR和TG-DTA等方法研究了不同温度下羟基磷灰石合成各阶段的相组成、相结构变化.结果表明,在200、300、400℃反应产量很低,产物主要由Ca（NO₃）₂、磷酸乙酯和非晶HA组成,随着温度的升高,HA的含量逐渐增多,Ca（NO₃）₂和磷酸乙酯含量逐渐减少.其中在300、400℃出现少量的β-Ca₂P₂O₇,和CaO.在500℃×2h处理下获得高品质的纳米级HA,与其它溶胶-凝胶法相比,本制备工艺简单,获得HA纯度高,粒度均匀,性能明显好于以前用类似方法所获得的产品,并适合大批量、纳米级HA的生产制备.

采用（Sr_1-xPb_x）TiO₃系列纳米粉末烧结制备了（Sr,Pb）TiO₃系均质与梯度介电功能陶瓷材料,考察了其组成分布、显微结构及介电性能.结果表明,烧结后陶瓷基本致密化,晶粒有所长大（平均粒径约为6.3μm）,其中存在少量圆形封闭气孔;均质陶瓷中Sr和Ph元素分布均匀,梯度陶瓷中则呈阶梯状梯度变化;烧结前后陶瓷相结构明显改变,由原来的立方顺电相为主转变为四方铁电相为主,并存在铁电畴亚结构;梯度化组成有效地优化了（Sr,Pb）TiO₃陶瓷的介电性能,工作温度区间及介温稳定性明显改善.

利用溶液相合成技术把钴掺入到主尖晶石相中制得掺钴尖晶石相材料.所合成的材料具有颗粒分布均匀及结晶性能好等特点.利用X射线粉末衍射仪、傅里叶变换红外分光光度计及扫描电子显微镜对所合成掺杂锂材料的结构性能进行表征.研究表明掺杂钴可提高材料的结构稳定性能,减少锰在电解液中溶解,减少锂离子在材料中迁移电阻.电化学性能测试结果表明所合成掺钴材料Li_1.03Co_0.05Mn_1.92O₄具有较好的初始容量及循环稳定性能.

采用相变方法系统研究了脉冲电流烧结AlOOH样品不同截面处相的状态.结果发现（1）样品上表面与下表面具有不同的相,表明样品中温度由高至低逐渐变化,（2）样品上表面较次上表面衍射峰弱.通过微波等离子轰击及热压烧结的实验模拟,发现样品上表面的XRD图与微波等离子轰击同样样品产生的XRD图极为相似.说明上表面的衍射峰与被离子轰击产生晶格缺陷有关.对形成这种上下表面结构不均匀性的原因进行了分析,并给子适当解释.

随着尺寸的减小,铁电体将发生由多畴到单畴的变化以及铁电一顺电相变.发生多畴到单畴变化的尺寸称为单畴临界尺寸,发生铁电-顺电相变的尺寸称为铁电临界尺寸.本文报道了对铁电体尺寸效应研究的一些结果.对钛酸钡和钛酸铅,分别计算了这两个临界尺寸,计算结果与实验结果符合.

制备了由聚碳硅烷（PCS）为先驱体裂解形成的纳米SiC增强的B₄C基复合材料,并与直接球磨混合法制备的纳米SiC增强的B₄C基复合材料进行了对比研究.实验结果表明,先驱体法制备的复合材料形成一种复杂的晶内/晶间结构;B₄C内部的纳米SiC和Al₂O₃内部的少量纳米SiC、晶界处的层片状SiC、B₄C晶粒内部的SiC亚晶界结构.材料的断裂方式以穿晶断裂为主,形成晶内裂纹扩展路径,增强了材料的韧性.采用PCS为先驱体工艺制备高性能的纳米复相陶瓷,其组织均匀性、致密度和力学性能均优于直接机械混合制备的纳米复合材料.

研究了新疆几类高岭土的化学成分、矿物组成、铁的赋存状态、物理性质（粒度、比表面积和孔体积）和催化特性.结果表明:（1）在所研究的新疆高岭土样品中,只有伊宁浅色地开石可用作FCC催化剂载体,但还需进一步扩大深人研究;（2）高岭土用作催化裂化催化剂载体,其成因类型、矿物组成、化学成分、矿物结构特征、物理性质等对催化性能均有重要影响.

采用溶胶-凝胶技术制备了Ag掺杂的TiO₂薄膜.用XRD、氮吸附法、UV-VIS-NIR分光光度计以及XPS对Ag掺杂后TiO₂薄膜结构的变化进行了分析;用分光光学法通过在紫外光照下分解亚甲基蓝的实验比较了TiO₂薄膜与Ag/TiO₂薄膜的光催化性能.结果发现,掺杂适量的Ag有助于TiO₂薄膜光催化氧化性能的提高,原因在于:（1）Ag通过引入耗尽层提高了TiO₂的电荷分离能力,并吸引空穴向薄膜表面移动,结果使薄膜表面空穴的浓度提高,薄膜光催化效率提高;（2）Ag减小了TiO₂粒子的粒径,使TiO₂禁带宽度增大,薄膜光催化氧化的能力提高;（3）Ag掺杂后,TiO₂薄膜表面对-OH基和水的吸附增加,使光照后TiO₂薄膜表面活性自由基·OH的浓度增加,空穴向薄膜所吸附物质的转移能力提高.

首先利用图像处理系统对Mo/PSZ系两相复合材料的微观组织进行了定量分析,然后在不同的实验温度下利用MSP试验法对该系复合材料的高温力学性能进行了测试,详细讨论了该系复合材料不同温度下的MSP强度与其组成,特别是与其对应的微观组织结构特征的关系.实验结果表明,不同温度下复合材料的MSP强度显示出不同的组织依存性,室温时呈W形状变化,在873K、1273K时分别在Mo分散组成和两相连续组成范围呈极大值,这种变化趋势依赖于复合材料所具有的微观组织结构.

用湿化学方法合成了SrCo_0.5FeO_3.25（SC5FO）,La_0.15Sr_0.85Ga_0.3Fe_0.7O3-δ（LSGFO）和Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O3-δ（BSCFO）三种透氧膜材料.采用H₂-TPR、XRD和透氧测定,并结合膜反应等方法对它们的性质进行了比较研究.LSGFO与BSCFO具有较高的相结构稳定性,而SC5FO较差.LSGFO具有很高的抗还原能力,而BSCFO较差,但它具有优异的相结构可逆性.在air/He氧浓差梯度下,LSGFO和SC5FO导体膜的透氧量较低;BSCFO具有很高的氧渗透能力,850℃下,透氧量高达1.16[STP]mL/cm²·min.SC5FO膜反应器在POM反应开始不久,因为反应端膜表面的材料组成被反应气还原而出现严重的漏气现象,并最终导致实验失败.BSCFO与LSGFO膜反应器成功地应用到POM反应中,进行了长时间的稳定操作,稳态下透氧量分别高达11.5[STP]mL/cm²·min（875℃）与4.0[STP]mL/cm²·min（950℃）.

采用坩埚下降法生长出了新型双折射晶体高温相偏硼酸钡α-BaB₂O₄单晶,尺寸为φ25mm×100mm,在He-Ne激光照射下无散射颗粒和生长条纹,在可见光区用复式宝石折射仪粗略测得该晶体的双折射率△n≈0.13,在200～900nm光区的透过率>80％.简要介绍了晶体生长的一些基本参数.

以Al粉为示踪粒子,对甘油+水的混合液施加一个连续可调的振动振幅;利用CCD摄像头采集流场信号,首次观察到了不同振幅下液体表面不同的谐振现象;并测量了不同谐振点时液体表面流动的速度;用实验现象清晰的反映了液体表面行为随振幅的变化.

采用硝酸盐-有机物低温燃烧反应溶胶-凝胶工艺,以硝酸铝（Al（NO₃）₃·9H₂O）、葡萄糖（C₆H₁₂O₆·H₂O）、尿素（CO（NH₂）₂）为原料,制备出粒度细小、混合均匀的铝源和碳源的混合前驱物,然后以该前驱物为原料进行碳热还原反应制备氮化铝粉末.研究表明,该前驱物具有较高的反应活性,氮化反应速率快,1550℃时仅用90min即可实现完全转化,SEM分析结果表明合成粉末为粒度分布均匀的纳米级（～100nm）粉末.

选用工业生产的纳米SiC粉料;利用歧化反应原理,分解出Cu颗粒,并与纳米SiC颗粒组成分散均匀的复合粉体;SEM和Auger电子探针形貌显示复合粉体颗粒呈球形;EDS、AES等检测结果表明,金属Cu颗粒包覆在纳米SiC颗料表面,从而使两相在纳米尺度范围内保持理想的均匀分散状态.

研究了工艺参数对熔盐法制备钛酸铋粉体晶粒形貌和尺寸的影响.发现温度、盐的种类和盐的用量能够较显著地影响晶粒的形貌和尺寸.在氯盐中,晶粒尺寸随着温度的升高而逐渐增大,晶粒最终发育为较规则的圆片状,晶粒生长按照Ostwald液相生长机理来进行.在硫酸盐中,晶粒尺寸明显大于相同条件下在氯盐中的尺寸,且晶粒形貌呈不规则片状.当原料与盐的比例<1时,随着盐用量的增加,晶粒尺寸减小,形貌更加不规则.通过调整工艺参数能够控制颗粒的尺寸和形貌,制备具有各向异性生长的钛酸铋片状粉体.

用铝热-重力分离法制备了不含铁铝尖晶石（FeAl₂O₄）的陶瓷内衬复合钢管,并通过热力学计算分析了有关反应的优先顺序,结果表明,在Fe₂O₃+Al系统中强氧化剂CrO₃与Al的反应并不是一步完成而是分步反应,FeAl₂O₄优先于Cr₂O₃与Al反应,因而加入CrO₃添加剂可有效地去除陶瓷层中的尖晶石相,从而提高复合钢管的耐蚀性能.

通过热处理实现了MoO₃在介孔分子筛MCM-41表面的分散.用XRD和LRS研究了热处理时间对MoO₃在MCM-41表面分散状态的影响,结果表明:随着热处理时间的延长,MoO₃不断由聚集态转变成分散态,在m（MoO₃）:m（MCM-41）=0.2:1、500℃热处理8h,就能基本实现MoO₃在MCM-41表面的完全分散,而MCM-41的有序介孔结构仍然保持.BET比表面积、孔容和BJH孔径的测定结果显示在MoO₃分散到MCM-41表面后MCM-41孔结构参数随热处理时间的延长变化不大.

采用二维相场模型模拟陶瓷烧结过程中颗粒间孔隙的演化过程.选取四方堆积颗粒间气孔作为对象.通过连续的密度场和长程取向场（LRO）描述烧结体的微结构,密度场的演化由Cahn-Hillard（CH）方程控制,而颗粒的取向场演化由时间相关的Ginzburg-Laudau（TDGL）方程控制.上述非线性演化方程利用半隐傅立叶频域法求解.模拟结果反映了颗粒间接触,烧结颈生长和气孔球化的微观过程.量化计算烧结颈生长率以及在不同晶界和表面迁移率比值时的烧结率,较好地符合理论分析的趋势.

研究直流磁控反应溅射ITO膜过程中ITO靶材的毒化现象,用XRD、EPMA、LECO测氧仪等手段对毒化发生的机理进行分析,并对若干诱导因素进行讨论,研究表明ITO靶材毒化是由于In₂O₃。主相分解为In₂O造成的,靶材性能及溅射工艺缺陷都可能诱导毒化发生.