高温合金具有良好的高温强度、抗氧化腐蚀性能和抗蠕变性能、断裂性能和组织稳定性。基于其优异的综合性能，高温合金是制造现代航空发动机、舰艇燃气轮机、地面燃气轮机及火箭发动机的重要金属材料，同时也是能源、石油化工、核电等工业领域的核心材料。毫不夸张的讲，高温合金是现代国防建设和国民经济发展不可替代的关键材料。

　　高温合金的组成元素极其复杂，在服役过程中可能析出各种各样的析出相，且这些析出相对高温合金的服役性能有重要的影响。笼统的讲，按照其结构堆垛特征，我们可将高温合金基体与第二相分为三类，即几何密堆相(主要包括γ, γ’, γ’’, η, α, β, δ等)、拓扑密堆相(主要包括σ, Laves, μ, P, R, π, χ等)和间隙相(主要M₂B, M₃B₂, M₅B₃, MC, M₆C, M₂₃C₆, M₂C, M₇C₃, Ti₂SC等)。基于以上精细结构的高空间分辨率的电子显微学认识，可以拓展人们的认知水平，对理解结构性能关系具有重要的意义。

　　通过引入多面体堆垛思想，我们系统的解析了M2B型硼化物中各种各样的缺陷结构，并唯一确定出缺陷处的原子配置，阐述了M2B硼化物多型体的根源在于反四棱柱的守恒性，解决了文献中争议多年的结构问题。针对M3B2、M5B3型硼化物，传统认为金属原子在这两种点阵中是随机分布的，而我们利用像差校正电镜，确定出金属原子在这两种物相内是有序分布的，即Wyckoff位置有序现象。同时，结合其内在的多面体排布规律，我们系统讨论了高温合金中M₂B、M₃B₂、M₅B₃三种硼化物之间的内在联系，解析了M3B2、M5B3结构内多面体尺度的共生。相关研究结果已经发表在Acta Mater. 68 (2014) 70-81，Sci. Rep. 4 (2014) 7367上。

　　利用电子衍射技术，系统的研究了M₂₃C₆相与基体间的取向关系，除了常见的立方-立方位向关系外，我们确定了一个新的孪晶相关的位向关系。通过原子尺度的Z衬度像发现M₂₃C₆相与基体的界面是由{100}、{110}、{111}小平面组成的，基于此合理的阐述了以上两种位向关系出现概率大小的实验现象。此外，结合HRTEM与理论计算，系统的阐述了Y-Ti₂SC相中的精细缺陷结构。相关研究结果已经发表在J. Alloy. Compd. 611 (2014) 104-110，Philos. Mag. Lett. (DOI：10.1080/09500839.2015.1039621)上。

图1 M₂B型硼化物中的纳米尺度共生

图2 M₃B₂型硼化物中的Wyckoff位置有序

图3 M₅B₃型硼化物中的多面体共生

图4 M₂₃C₆型碳化物与基体间的孪晶相关的位向关系