氮化硅（Si₃N₄）基陶瓷刀具因其较为优异的硬度、耐磨性和高温稳定性而被认为是切削高温合金的理想选择。然而，其强韧性不足限制了它更为广泛的应用。为应对这些挑战，研究人员在Si₃N₄基陶瓷刀具材料体系中引入了多种增强相以提升其综合力学性能，为Si₃N₄基陶瓷刀具的设计和应用提供了理论指导。本文详细综述了国内外对于Si₃N₄基陶瓷刀具材料的强韧化方法，重点归纳总结了各类增强相对Si₃N₄基陶瓷刀具材料力学性能的改善效果及机理；在此基础上，总结了近年来Si₃N₄ 基陶瓷刀具在切削高温合金中的应用现状，并对Si₃N₄基陶瓷刀具材料体系及刀具切削性能研究的发展方向进行了展望。

碳化硅(SiC) 材料具有轻质、高强、热稳定性良好等优异特性，广泛应用于国防军工、航空航天、能源环保等诸多领域。然而SiC陶瓷在异形结构成形能力和成形性能方面相互制约。传统制造方法可获得高性能的SiC陶瓷件，但难以成形复杂结构。增材制造具有成形复杂结构的优势，但增材制造SiC基陶瓷存在高强和高韧一体化成形性能的挑战。因此，研究高精度、高强度、高韧性的SiC基复杂结构陶瓷的增材制造具有重要意义。本文系统性总结当前SiC基陶瓷的增材制造原理与方法，并对连续纤维、短切纤维/ 晶须、夹层结构增韧增材制造成形SiC基陶瓷等的问题和难点进行分析与讨论。最后针对SiC基陶瓷增材制造的发展趋势进行展望，希望为推动大尺寸、跨尺度、复杂结构的SiC 基陶瓷部件高精度、高强度、高韧性一体化增材制造成形提供参考。

压电陶瓷因具有压电性、介电性、弹性等，被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等领域。随着电子器件向着小型化、便携式发展，市场对小型且具有复杂几何形状的压电陶瓷的需求逐渐增大。采用传统技术制造的压电陶瓷虽能表现出良好的压电性能，但对于复杂结构的制造仍然存在挑战。增材制造技术是一种根据三维模型数据并采用材料逐层累加的方式直接制造出实体零件的先进制造技术。与传统制造技术相比，增材制造技术无需模具，可根据器件的形状设计并通过3D数字化模型直接制造实体零件，实现了零件“自由制造”，解决了许多复杂结构零件的成形问题，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。本文综述了当前增材制造技术在压电陶瓷制造中的发展现状，介绍了压电陶瓷在应用领域的研究进展，并对现阶段增材制造压电陶瓷技术的研究方向和前景进行了展望。

Al₂O₃/ZrO₂共晶陶瓷凭借优异的高温力学性能和组织稳定性成为航空发动机和燃气轮机热端构件的潜在应用材料。激光定向能量沉积技术能够克服传统制备方法在烧结变形等方面的限制，直接熔化粉末实现复杂陶瓷构件的一步成形制备。整体高温辅助的方法能够有效抑制样件成形过程中的开裂行为，但是高温辅助对于样件组织性能的影响尚不明确。因此本研究系统讨论了整体高温辅助激光定向能量沉积制备Al₂O₃/ZrO₂共晶陶瓷的微观组织与力学性能随辅助温度变化的演变规律。研究结果表明，整体高温辅助对激光定向能量沉积制备的Al₂O₃/ZrO₂共晶陶瓷微观组织与力学性能影响显著，在1273 K辅助温度下成形样件晶团尺寸相较常温下成形样件增大约32.16%，其平均断裂韧性为（4.9±0.3） MPa·m^1/2，相比于常温下样件提升了17.2%，弯曲强度和压缩强度在辅助温度773 K下达到最高，分别为（324.27±18.23） MPa和（354.19±37.53） MPa。

连续纤维在回转曲面上可控分布是实现连续纤维蜂窝回转结构高性能制造的关键。针对目前连续纤维峰窝回转结构制备工艺过程复杂、纤维分布难以精确调控的难题，提出一种连续纤维蜂窝回转结构柱面分层3D打印方法，通过柱面分层路径规划实现了连续纤维在柱状曲面上任意方向的可控分布，为复杂连续纤维蜂窝回转结构的一体化制造提供了支撑。通过柱面路径规划，研究连续纤维蜂窝角度和尺寸对连续纤维复合材料蜂窝回转结构轴向压缩性能和失效模式的影响规律。结果表明，通过柱面路径规划，可以精确调控连续纤维蜂窝角度和尺寸，进而控制连续纤维蜂窝回转结构的变形行为和失效模式，优化连续纤维蜂窝回转结构的承载性能和吸能特性。本项研究为航空航天复合材料回转构件的高性能无模快速制造提供新的工艺方法。

Gyroid三周期极小表面结构（TPMS）在刚度、吸能、散热和传热等方面表现优异，在缓冲与减振结构等工程领域有较大的应用潜力。然而，在对TPMS结构的刚度进行调整时往往会影响结构的吸能性能和稳定性。本文提出一种衍生式优化设计方法，通过Voronoi多孔结构设计和Gyroid参数化方法，可以实现点阵结构刚度调控并保持能量吸收和散热优势。利用选择性激光烧结（SLS）技术制备基于Delaunay 单元和Voronoi单元的点阵结构，并通过压缩试验分析点阵结构随种子点变化的外观形貌和力学特性。此外，对等值面支柱点阵结构（ISLS_V）和片状ISLS_V（Sheet-ISLS_V）两种基于Voronoi优化的点阵结构的散热性能和结构稳定性进行了分析。结果表明，点阵结构的刚度可通过种子点数目和分布进行调控。得益于Voronoi单元点阵结构的表面光滑特性，Sheet-ISLS_V在1400种子点下的强度和吸能能力优于Gyroid 结构，能量吸收率较Gyroid结构增加6.3%。本研究Sheet-ISLS_V结构的优化设计可为点阵结构优化及其工程应用提供参考。

从相变点100 ℃以下开始研究了轧态TiB_w/TA15 钛基复合材料在920~980 ℃温度范围内不同应变速率下的超塑变形行为。结果表明，轧态TiB_w/TA15 钛基复合材料在高温下表现出良好的超塑性，在960 ℃和0.001 s^–1的应变速率下，复合材料表现出了最佳的超塑性能，延伸率高达569%。同时建立了本复合材料的双曲正弦型Arrhenius本构方程，获得了复合材料的活化能并揭示了其超塑变形机理。显微组织分析表明，在最佳超塑变形条件下，α相发生了显著的动态再结晶球化，内部无明显的空洞等缺陷。

具有高比强度和延展性的轻质金属——镁锂合金是汽车、航空航天和国防工业最具吸引力的结构和功能材料之一，但是镁锂合金强度低和模量低严重制约了其工业应用。因此，本文综述了高强高模铸造镁锂合金不同类型的制备加工工艺（合金化，铸造工艺、热处理和复合化）以及研究现状，为研究人员开发高强高模镁锂合金提供新思路。同时，分析了不同类型的制备工艺的优势与局限性问题，并对未来的发展前景和研究方向进行了展望。最后总结了高强高模铸造镁锂合金的发展方向。

针对航空薄壁件镜像铣削加工中，由于旋转轴线性插补，使得刀轴矢量偏离理论平面而引起的非线性误差问题，提出了一种适用于镜像铣削加工的旋转轴低波动插补刀轴矢量方法，以对非线性误差进行优化。首先，建立了镜像铣机床运动链模型和非线性误差模型，得到非线性误差与机床旋转轴运动正相关关系；然后，基于机床运动学，以非线性误差约束和旋转轴角速度约束确定优化区间；最后，对非线性误差最小面线性预插补刀轴矢量，拟合预插补矢量对应离散旋转轴角度点，在非线性误差许可范围内，选择满足镜像铣加工的插补刀轴矢量。经过仿真和试验，最大非线性误差降低73.18%，整体壁厚误差降低68.24%，加工完整路径时间缩减4.39%，有效验证本文所提方法的可行性。

为了揭示三向正交C/SiC复合材料（3D–C/SiC）和碳布缝合复合材料（2D–C/SiC）两种舵片与金属螺钉组合结构的不同破坏机制，从已失效舵片的低应力区取样，开展两种复合材料的层间剪切试验和弯–扭组合加载试验，研究纤维预制体构型对C/SiC复合材料层间剪切性能和弯扭耦合力学性能的影响规律。结果表明，与3D–C/SiC相比，2D–C/SiC的综合强度性能较低，而刚度性能较高。将材料试验结果与其舵片结构的测试结果进行对比，分析了三向2D–C/SiC舵片结构强度较低的原因。研究表明，舵片结构在危险截面上的外加载荷由舵轴和螺钉共同承担，根据组合结构中载荷按照刚度比例进行分配的基本原理，密度和刚度较低的3D–C/SiC舵轴所承担的载荷必然较低，螺钉因承担相对更高的载荷而提前发生屈服破坏，从而降低了舵片结构的承载强度。

多基站整体测量场的构建是目前实现制造空间大尺寸三维测量最有效的手段，其精度评价对于保证测量结果的可靠性和测量任务规划的合理性都具有重要的意义。针对整体测量场精度评价过程中的多源观测数据融合问题，建立了以几何约束为核心的整体测量场数学模型，提出了以仪器观测量不确定度、仪器位姿参数不确定度、目标点坐标不确定度为指标体系的整体测量场精度评价方法。根据测量结果的统计信息实现了仪器观测量现场不确定度的快速准确评定；利用GUM 法分析测量不确定度的传播过程，建立了仪器位姿参数不确定度和目标点坐标不确定度的评定方法；通过仿真试验和现场试验，验证了整体测量场精度评价方法的合理性。

为了实现航空发动机叶片表面光整加工均匀一致性，改善航空发动机压气机叶片的性能，基于离散元数值模拟的方法研究容器构形以及叶片安装姿态对抛磨效果的影响规律。结果表明，在试验参数范围内，当容器高度124 mm、容器宽度120 mm、容器长度80 mm、叶片表面与振动方向呈90°安装时，压气机叶片光整加工的磨损深度及其均匀性较好，为最优的容器构形尺寸及安装姿态参数。根据模拟所得最优参数对压气机叶片进行光整加工后，去除了叶片表面毛刺、锻造氧化皮，锐边钝化、棱边倒圆整齐，表面光亮。叶片表面的粗糙度等级大幅提高，叶片关键尺寸均在允许范围内；应力状态得到改善。研究方法及结果为实现压气机叶片的高效、低成本加工奠定了基础。