采用一级轻气炮加载和电阻丝环向热传导加热方式, 对两种典型的高强铝合金(2024-T4和7075-T6)进行了不同预加温度(范围为298~750 K)下的层裂实验研究。基于自由面速度剖面的实测结果，获得了不同温度下两种铝合金材料的雨贡纽弹性极限和层裂强度，结果显示, 两种铝合金的雨贡纽弹性极限和层裂强度均随温度的升高呈线性衰减。同时，采用内聚力模型对两种铝合金的预加温层裂实验进行了数值模拟研究，讨论了模型参数的物理含义及确定方法，计算得到的自由面速度剖面与实验结果的吻合性很好，表明内聚力模型适用于描述层裂过程中由损伤演化引起的能量耗散行为。

在700~780 ℃、2.1~2.9 GPa温压范围内, 对天然泥质岩体系进行了高温高压实验, 对体系中生成的石榴子石的Fe-Mg组成受温度的影响进行了研究。实验产物中石榴子石主要以MgO和FeO为主要组成。石榴子石中镁铝榴石和铁铝榴石含量高于88%(质量分数), 钙铝榴石和锰铝榴石含量低于12%。石榴子石中FeO和MgO含量与温度呈现明显线性关系, 但与压力没有呈现线性关系。研究结果确定了具有复杂化学组成的天然泥质岩体系中石榴子石Fe-Mg组成特征随温度的变化趋势, 为确定泥质岩原岩组成的榴辉岩相岩石的变质温度提供了实验研究结果。

高压研究对于寻找高压新相、制备新材料、探索地球深部奥秘具有重要的意义，但高压研究的发展却受到高压技术水平的制约。针对小型超高压装置，简要回顾了普遍使用的金刚石对顶砧(Diamond Anvil Cell, DAC)、Paris-Edinburgh Press(P-E型压力装置)的发展历史，论述了DAC、P-E型压力装置、Palm Cubic-Anvil Cell(P-CAC)、Miniature Cubic-Anvil Cell(M-CAC)等小型超高压装置的设计原理与研究进展，总结了小型高压装置存在的问题，并对其发展趋势进行了展望。

基于多相爆炸装置液雾燃爆的实验要求，设计了一套二次脉冲气动雾化系统，以水为液体介质对其喷雾过程进行了实验研究。通过数字图像处理技术和激光多普勒法对气液输送管段的流型结构，喷雾室内的气液掺混过程、喷雾张角、索特平均直径D₃₂及尺寸分布进行了实验测定，得到了高压气室压力0.8~3.3 MPa、储液室液体50~500 mL、电磁阀开启时长450 ms条件下，气液输送管段呈现环状液膜流型为主，气液掺混过程为二次脉冲气动雾化，雾化张角在138°~170°之间, 500 ms时刻液滴的索特平均直径为61 μm。

运用基于密度泛函的第一性原理方法，对含Fe²⁺后钙钛矿相MgSiO₃在高压下的性质进行了计算。计算结果表明, 在0~160 GPa的压强范围内Fe²⁺始终保持高自旋状态，但在高压下有转向中间自旋或低自旋的趋势。对于含有多个Fe²⁺的结构，通过比较可能结构的能量以及结合力学稳定性判据，发现Fe²⁺倾向于以最紧密方式替位占据Mg²⁺的位置。还计算了120 GPa(D^〃层压强)下的弹性波速，表明无论压缩波(P波)还是剪切波(S波)，随着Fe²⁺浓度的增加，地震波速明显减小，并且S波的横向各向异性明显增强。

用原位角散X射线衍射实验装置研究了PbFe₁₂O₁₉在55.3 GPa压力以下的结构行为。通过拟合29.2 GPa以下的晶格参数随压力的变化得到线性压缩率B_a0=997(38) GPa, B_c0=556(22) GPa和体弹模量B₀=254(8) GPa。线性压缩率的各向异性可归因于PbFe₁₂O₁₉的层状堆垛结构, 其较大的体弹模量可归因于致密的原子排列和较低的c/2a比。另外, 在42.7 GPa以上常压结构演变为另一种结构, 卸压至32.3 GPa以下时恢复到原来结构。

为探究在有限空间中，初始压力为0.25 MPa、两处乙烯气体瞬时源在不同扩散时间下的燃爆特性，在内径200 mm、高5 400 mm的立式激波管中，采用上下进气方式，在强起爆条件下，测定5个不同扩散时间下3种浓度的乙烯-空气混合气体(C₂H₄-Air)的燃爆参数。实验结果表明，扩散时间大于1 h后，3种浓度的C₂H₄-Air混合气体燃爆参数趋于一致。4.00%(体积分数)C₂H₄-Air在当前实验条件下未能达到爆轰。6.67%C₂H₄-Air在5个扩散时间均可达到爆轰，扩散时间为1 h时的爆压、爆速分别为4.24 MPa、1 719 m/s。8.89%C₂H₄-Air在0.08 h扩散时间下只发生爆燃，扩散时间为0.5 h及以上发生爆轰，扩散时间为1 h时的爆压、爆速分别为4.31 MPa、1 813 m/s。通过烟熏技术捕捉到6.67%、8.89%的C₂H₄-Air混合气体的爆轰波胞格，胞格宽度分别为8.22、14.15 mm，长宽比分别为1.44、1.57。

利用动态光散射研究了脉冲电场、超声波、微射流3种物理场处理对磷脂分散体系的颗粒性质及稳定性的影响。结果表明：当施加的处理条件分别为60 kV/cm脉冲电场、500 W超声波及130 MPa微射流时，磷脂的平均粒径由594.4 nm分别减小至259.2、88.7和37.8 nm；静置24 h后，脉冲电场处理样的粒径恢复得较好，而超声波和动态高压微射流处理样基本不恢复。说明维系细胞膜结构与流动性功能的磷脂的粒径随外加物理场能量的输入而逐渐减小，高强脉冲电场处理比较柔和，处理后磷脂粒径的变化表现出较强的可逆性，与脉冲电场对生物细胞膜影响的可逆性相对应。

采用密度泛函理论框架下的平面波方法结合准谐近似，研究了Ge₃N₄的β相、w相和γ相在高温高压条件下的力学稳定性、相变点、电子结构和弹性性质。结果表明：γ相的抗剪切能力最强、刚度最大、属于超硬材料，β相具有最小的体弹模量、杨氏模量和G/B值、因此韧性和延性最好；w相和β相都属于延性相；而γ相则呈现出脆性，在30 GPa后转变为延性材料。3种相都属于半导体，成键主要来自于N-2p轨道和Ge-4s、Ge-4p轨道的杂化；它们的结构能保持稳定是源于强烈的共价键；β相、w相和γ相分别属于Γ-A型、Γ-N型间接带隙和直接带隙半导体。研究发现，β→w相变对压强非常敏感，可以认为该相变是因压强的改变而引起的；w→γ相变伴随着晶胞体积的塌缩；同时，还成功地得到了β→w→γ相变的相界。

针对一种可以用于检测非金属制品在矿井下工作安全性的静电火花检测系统，研究了计算该系统中甲烷-空气引爆的最小点火能量的数学物理模型。并根据该检测系统的结构，提出了点火系统点火前后的电磁能量计算方法。通过计算系统点火前的电磁能量与最小点火能量，计算出检测样品被粉尘摩擦后的带电量，得出了点火能量耦合系数阈值与电荷阈值。结果表明, 点火能量耦合系数阈值随电压升高而减小，随电极间距的增大而增大。以静电检测系统为例，当电极间距由1 mm增大到5 mm时，耦合阈值从0.416 3增加到0.769 1。同时，电荷阈值亦随电极间距增大而增大。研究结果可为进一步检测材料摩擦起电属性以及制定相关安全标准提供参考。