类金刚石碳基（Diamond-like carbon,DLC）薄膜可在干燥固体接触工况下表现出0.001量级的极低摩擦因数（固体超滑）,为解决真空、高应力及宽温域等极端工况下的摩擦学问题提供新的技术路线,近年来引起学界的广泛关注。然而,DLC的制备工艺路线及成分结构复杂多样,并且其自润滑特性同时受内在成分结构和外部工况条件的显著影响,为其工程服役性能带来较大不确定性。鉴于此,归纳了DLC目前的结构体系、沉积工艺原理发展概况,介绍了DLC面向固体超滑的结构调控研究进展;回顾了超滑现象的发现及DLC超滑研究历程,并根据超滑界面材料、润滑机理汇总介绍了其最新研究进展;讨论了薄膜成分及成键结构、环境氛围、接触应力及环境温度等因素对DLC固体超滑行为的影响规律和微观机制;从机械特性、界面元素成分及成键结构演化角度总结分析了DLC固体超滑的机理,指明了转移膜的形成及其界面悬键钝化、类石墨结构演化对DLC实现鲁棒性超滑的关键作用;最后对DLC摩擦学领域科学及工程问题、未来研究方向进行了展望。研究可为新一代面向极端工况的固体润滑涂层设计提供理论支持。

受猪笼草的启发,润滑液体注入的多孔表面（Slippery liquid-infused porous surfaces,SLIPS）利用液体润滑替代气体润滑,弥补了超疏水表面耐久度差、耐压能力低等缺陷。SLIPS具有良好的低粘附特性、自修复性、极端压力稳定性等优异特性,可被广泛应用于工业防除冰、防除霜、液滴发电等重要能源应用领域。由于SLIPS在应用工况中常伴随着与液滴的相互作用,系统研究SLIPS与液滴的相互作用机制,对于在不同应用工况下准确使用SLIPS至关重要。首先介绍了SLIPS的组成要素和制备方法,总结了液滴撞击SLIPS的动力学现象。进而对液滴撞击过程的铺展动力学、回缩动力学和接触时间进行了理论分析。其中,润滑剂黏度、润滑层厚度、基底表面润湿性对液滴回缩动力学表现有显著影响,而对惯性力主导的铺展动力学表现影响较小。最后,总结了SLIPS在工业防除冰、防污、集水和发电领域的应用和优势,并展望了液滴撞击SLIPS的研究方向和应用前景,为进一步利用SLIPS在重要能源应用领域提供关键物理原理的理解和使用指导。

在工业4.0大背景下及《中国制造2025》和海洋强国战略的推动下,新型仿生与智能型海洋防污涂层材料凭借其高效、环保的特性,正引领海洋防污领域的发展潮流,展现出广阔的应用前景,但是关于新型仿生与智能型海洋防污涂层材料仍然缺少深入、系统的综述研究。综述近年来国内外基于微纳结构表面、释放绿色防污剂、超滑表面、动态表面和自修复等防污策略构筑的仿生防污涂层材料,基于pH响应、温度响应和光响应控制等防污策略构筑的智能防污涂层材料,以及由仿生与智能多防污策略协同构筑的防污涂层材料的研究进展。最后对上述策略构筑的涂层材料的制备方法、防污机制、作用效果及其优缺点进行总结,并展望仿生与智能多防污策略协同构筑的防污涂层材料未来的发展方向,多策略联合型防污方法体系将成为未来海洋防污领域的重要发展方向。主要提出仿生与智能多防污策略协同作用的方法体系的指导性观点,填补了行业和领域目前缺少这类综述文章来引领的空白,对国防军事、海洋工程、海上运输和海洋渔业等领域的发展具有一定参考价值。

原子氧防护涂层是保障低轨航天器长寿命高可靠的有效途径。简要阐述原子氧防护涂层的研究进展,对影响原子氧防护涂层性能的因素进行研究。结果表明,涂层的表面粗糙度会增加原子氧与材料表面的碰撞概率,涂层中的缺陷会提供原子氧的侵蚀通道,涂层的成分与结构会影响原子氧反应的概率。调查空间原子氧防护涂层的种类,分析不同类型涂层的特点。无机涂层防护性能优异,但其柔韧性较差;有机硅涂层柔韧性较好,但在大通量原子氧作用下易出现缺陷;复合结构涂层可以满足多种功能复合的需求,但对工艺要求也较高。对涂层制备方法进行整理归纳,对比分析磁控溅射、等离子体增强化学气相沉积、离子束共沉积、原子层沉积、溶胶-凝胶、前驱体光解 / 水热固化六种不同制备技术的优缺点以及应用对象。分析介绍原子氧防护涂层的进一步发展趋势。研究结果为我国低轨航天器材料的原子氧防护提供必要的研究依据和参考,为原子氧防护涂层技术的发展提供研究思路。

为分析扫描路径对多道激光熔覆层残余应力与摩擦学性能的影响,采用不同扫描路径在316L不锈钢表面制备了IN718的多道激光熔覆层,基于热-弹塑性模型以及残余应力分析仪研究熔覆层残余应力分布规律,使用X射线衍射仪、金相显微镜以及硬度测试系统研究熔覆层微观组织与硬度分布,通过材料表面性能综合测试仪和激光共聚焦显微镜评估熔覆层的摩擦学性能。结果表明：因熔覆过程中温度循环变化的差异,往复型扫描路径的熔覆层表面残余应力最小,同向型与发散型扫描路径的熔覆层表面残余应力居中,收缩型扫描路径的熔覆层表面残余应力最大;因熔覆层一次臂间距与Laves相体积分数的差异,同向型扫描路径的熔覆层磨损率最低,往复型与发散型扫描路径的熔覆层磨损率居中,收缩型扫描路径的熔覆层磨损率最大。因此,以减小熔覆层残余应力为目标应选取往复型扫描路径进行多道熔覆,以减小熔覆层磨损率为目标则选取同向型扫描路径进行多道熔覆。不同扫描路径工艺的研究结果有望为表面防护和再制造领域的工艺参数选取提供理论依据。

随着科学技术的高速发展对零部件性能要求的提高,先进材料的应用对切削刀具的性能提出了更高的要求。优化刀具结构、改进刀具材料和使用刀具涂层均可提升刀具性能,而使用刀具涂层被认为是提升刀具性能的最经济手段,对刀具涂层进行后处理则可以进一步提高涂层刀具的性能,综述涂层后处理方式对行业发展具有重要参考意义。介绍几种目前常用的涂层刀具的后处理方法,包括喷砂后处理、抛光处理、热处理、能量场（束）后处理等。喷砂后处理采用高速射流模式,使磨料撞击涂层表面以去除涂层表面的大液滴沉积颗粒;抛光处理通过磨粒摩擦形式对涂层表面进行光整处理;热处理通过改善涂层及涂层-基体结合界面的微观组织性能来提升涂层刀具的性能;能量场（束）处理通过高能冲击,对涂层表面进行液滴去除和粗糙度改善,并通过高温诱导的一系列能量波来对涂层与基体的结合界面进行一定强化。通过分析上述几种后处理方式的优势与不足,指出各种后处理方式的适用范围,能弥补该领域研究较为分散的不足,对未来涂层刀具的后处理技术发展方向有一定借鉴意义。

轧辊作为诸多行业生产过程中的主要消耗件,大量的报废造成我国能源和资源的巨大浪费。为修复报废轧辊表面并提高其热疲劳性能,在疲劳失效的160CrNiMo轧辊材料表面利用激光熔覆技术制备以T504为基础粉末并添加Mo、V元素的铁基涂层,采用光学显微镜、扫描电子显微镜及热疲劳试验机等设备分析基体材料及熔覆层在热疲劳过程中的裂纹扩展速率、机理等。结果表明：添加Mo、V比例为1∶0.5、1∶1和1∶1.5的熔覆层平均硬度分别为59.2、59.9和59.1 HRC,平均较基体提高了33.4%;当热疲劳试验循环2 000次后,基体材料试样裂纹长度为11.289 mm,添加Mo、V质量比为1∶0.5、1∶1和 1∶1.5的熔覆层试样裂纹长度分别为3.185、16.596和8.401 mm。Mo、V元素的添加使熔覆层具有了较高的硬度,在热疲劳试验过程中疲劳裂纹的扩展均为脆性穿晶扩展,其中当添加Mo、V质量比为1∶0.5时,热疲劳性能较修复前的轧辊材料提高71.7%。对比了不同Mo、V比例的铁基涂层热疲劳性能,研究成果可为轧辊修复中铁基涂层体系的选取提供试验依据。

超声滚压技术（USRP）采用超声波能量对金属表面进行纳米强化处理,通过施加高频机械振动引起材料表面塑性变形,显著提升材料的表面完整性与力学性能。作为一种创新的材料表面改性技术,USRP能在材料表面产生残余压应力,有效防止裂纹形成和扩展,降低腐蚀介质的渗透性。此外,该技术还能形成具有梯度变化晶粒尺寸和取向的纳米结构层,从而显著增强材料的表面硬度及耐磨性。综合USRP在钢铁、铝合金、钛合金、镁合金、镍合金和高熵合金等领域的研究进展,并归纳这些材料经USRP处理后,在表面纳米强化和组织性能提升方面的成效。同时,探讨USRP在提升金属综合性能方面的作用机制,并揭示其在性能提升方面的广泛应用潜力。最后对USRP的未来应用前景和发展方向进行展望,指明其在提升材料实际应用性能方面的研究价值。

热障涂层（Thermal barrier coatings, TBCs）是一种应用于航空发动机、地面燃气轮机等动力装备的高效功能性隔热涂层，具有低导热系数、良好的高温相稳定性和断裂韧性等优点。随着动力系统强化程度的不断提高，关键部件常常在极端高温环境下服役，容易导致涂层发生开裂、分层、退化而过早失效。然而，目前关于长寿命热障涂层的失效机制、材料选择及结构设计缺乏相关系统总结。总结几种典型的热障涂层失效机制：残余应力失效、高温烧结失效、钙-镁-铝-硅酸盐（CMAS）渗透腐蚀失效和热生长氧化层（TGO）失效，提出减小涂层内部孔隙率、缩小层间热膨胀系数差、降低表面粗糙度等抑制涂层失效的方法。据此，从顶部涂层的材料选择与结构设计两方面阐述热障涂层的研究进展。从材料选择角度，归纳氧化锆和部分钇稳定氧化锆（YSZ）在长时高温环境下出现的问题，总结近年来的一些先进涂层材料，包括氧化物稳定氧化锆、A₂B₂O₇型氧化物、稀土钽酸盐以及自愈合材料。从结构设计角度，介绍不同涂层结构的制备方法，分别从微观结构、耐腐蚀性、涂层内部热应力、 热循环寿命等方面对层状结构、柱状结构、纳米结构和功能梯度结构进行归纳。综述相关研究现状不仅能指出现有研究的不足及未来研究的发展方向，还能为开发更高抗腐蚀性、更好隔热性和更长寿命的新一代 TBCs 提供理论依据。

微弧氧化（MAO）技术作为一种先进的表面处理技术,能够在轻金属表面生成陶瓷涂层,显著提升其防腐、耐磨、热控等性能。综述了MAO技术在功能性陶瓷涂层设计方面的最新研究进展,重点介绍了MAO技术在防腐、润滑耐磨、热控及热防护、电绝缘和彩色涂层领域的设计研究,并总结了优化电解液组分、电源参数及后处理工艺对涂层性能的提升作用。研究表明,通过改变电解液成分和工艺参数,可以显著提高涂层的致密性和硬度,提升涂层的耐腐蚀性和耐磨性。通过后处理工艺,涂层表面的微孔和裂纹得以填充,从而加强涂层与基体的机械结合力和化学结合力,避免涂层脱落或剥离,可以进一步改善涂层性能或赋予新的功能。研究还发现,MAO涂层在热防护方面的优异性能,可以通过调节涂层的颜色、厚度和结构,控制其太阳吸收率和红外发射率。另外,电绝缘和着色涂层的研究同样显示了MAO技术在功能性涂层设计中的应用前景。系统总结MAO技术在功能性涂层领域的研究进展,总结了优化MAO功能涂层的多种设计策略,并探讨了其在实际应用中的潜力。为MAO技术在更多功能性领域的应用提供了理论基础,也为未来进一步提高涂层性能、拓宽MAO技术的应用范围提供了新的思路和方向。

极端条件是高技术装备经常遇到的使役工况，在极端条件下，常规材料将难以满足应用需求，急需发展超高极限性能的材料和技术。针对国家高技术领域装备发展对极端条件润滑耐磨表面工程技术的需求，在综述极端条件润滑耐磨表面工程技术研究与发展的基础上，以粘结固体润滑涂层为主要对象，聚焦关键共性技术难题，以解决实际工程技术难题为目标，重点介绍近年来围绕国家航空航天和核能领域对高极限性能润滑耐磨表面工程关键技术的需求开展相关研究所取得的突破，并列举在此基础上研发的典型产品，展示相关产品在解决高技术领域重大装备极端条件摩擦学问题方面的典型应用成果，体现高极限性能润滑耐磨表面工程技术对国家高技术装备发展的不可替代的重要作用。最后结合国家先进制造未来发展需求，探讨极端条件润滑耐磨表面工程技术的未来发展方向。对全面了解国家高技术领域对极端条件润滑耐磨表面工程技术的需求，推进相关技术和产品的高技术应用，针对未来高技术装备需求发展更高极限性能的润滑耐磨表面工程技术，具有借鉴和参考意义。

机器学习作为人工智能领域的核心分支，通过算法分析数据，从中发现规律和模式，进而做出预测和决策，近年来在激光熔覆领域得到广泛应用。激光熔覆过程中形成的各类缺陷严重影响熔覆层的质量与性能，熔覆质量的可靠性与可重复性是激光熔覆技术面临的最大挑战。数据驱动的机器学习算法可用于激光熔覆过程监测与缺陷检测、反馈调控熔覆工艺、优化抑制熔覆缺陷，已成为本领域的研究热点。综述激光熔覆过程中产生的缺陷类型与成形机制，概述激光熔覆过程中产生的信号特征及其监测原理与手段，总结机器学习方法在激光熔覆过程中信号特征提取、缺陷分类识别与预测的研究进展，归纳缺陷检测的典型机器学习模型与算法。结果表明，机器学习算法可有效用于激光熔覆涂层缺陷检测，构建特征信号与涂层缺陷及熔覆工艺间的关系。目前研究采用的机器学习算法以监督学习算法为主，无监督和半监督学习算法对数据标注要求低，已在激光熔覆过程监测领域获得关注，并展现出巨大的潜力。研究结果为机器学习方法在激光熔覆领域的研究指出了热点与方向。

汽车零部件、模具机床、医疗器械和航空航天等行业均涉及到难加工材料的切削加工,其切削过程会受到力与热的强烈耦合,而在切削刀具表面涂敷硬质涂层能够降低其在切削过程中产生的切削力和切削热。随着我国高端制造业的不断发展,切削刀具会因硬质涂层的韧性不足导致其在关键部件的加工过程中过早损伤破坏,甚至灾难性断裂。通常通过梯度设计克服传统材料硬度-韧性等必要性能相互冲突的机械特性,并赋予其特殊功能。因此,总结了几种典型的梯度硬质刀具涂层。在涂层的梯度设计上,元素成分梯度结构能够增强涂层与基体及各涂层之间的匹配,从而降低涂层内应力并抑制裂纹的萌生和扩展。与元素成分梯度涂层相比,多层梯度结构能够综合多层结构和梯度结构的优势增强涂层的综合性能,且更容易实现。在梯度硬质刀具涂层的性能评价方面,目前主要依靠试验直观分析涂层的力学性能。通过试验结合模拟计算,或利用机器学习方法对涂层进行快速、高效的性能评价仍然是一个挑战。硬质刀具涂层的梯度设计及其性能评价的研究结论,可为硬质刀具涂层的梯度设计及其性能评价提供理论认识。

铝合金材料比强度高、易于加工,但表面硬度低,耐磨性差,其表面经硬质阳极氧化处理后具有耐磨、绝缘及耐腐蚀性等,广泛应用于航空作动系统。然而,硬质阳极氧化膜层（硬氧膜层）存在孔隙率大、表面粗糙度及摩擦因数高等问题,易加剧摩擦配副磨损而泄漏,严重制约其实际服役。为了改善铝合金硬质阳极化膜层表面粗糙度,提升其减摩性能以满足新一代航空作动部件对减重及高机动性的服役需求,利用原位合成技术在铝合金表面制备复合PTFE硬氧膜层,研究表面粗糙度对其表面复合PTFE硬氧膜层和传统硬氧膜层不同配副方式下摩擦磨损行为的影响,并对复合PTFE硬氧膜层耐磨性能进行工程化模拟验证。研究结果表明：复合PTTE硬氧膜层较传统硬氧涂层更加致密,且硬度更高;其摩擦因数（0.08）较传统硬氧涂层（0.14）降低约40%,磨损量则降低2个数量级;在产品功能性试验中未发现脱落,磨损量小,能够满足产品性能需求;在产品实际使用中具有自抛光效应,这更有利于缩短产品生产周期及大幅度降低成本。提出一种更有利于缩短产品生命周期、大幅降低成本的复合硬氧膜层工艺,并在产品功能性试验中得到检验,在工程化应用中具有重要的推广意义。

表面织构有一定的减摩作用,然而织构分布模式对润滑性能的影响还须进一步完善。为研究流体润滑条件下表面织构分布模式对润滑性能的影响,建立考虑油膜厚度的三维织构非均匀分布计算模型,采用CFD（Computational fluid dynamics）方法并利用UDF（User define function）和动网格技术,研究织构面积密度和分布模式对摩擦因数、油膜厚度、压力分布和气相分布的影响。结果表明：在外载荷恒定的条件下,随着织构面积密度的增加,两种非均匀分布织构相较于均匀分布织构均可促进空化效应,提高油膜厚度,使速度梯度和剪切应力减小,摩擦因数减小。当织构面积密度为14.14%时,与均匀分布织构相比,渐疏分布织构的摩擦因数降低了26.5%,油膜厚度提高了53.5%。渐密分布织构的摩擦因数降低了24.2%,油膜厚度提高了32.5%。试验中两种非均匀分布模式的织构均可提高润滑性能,与模拟结果趋势一致。研究表面织构分布模式对润滑性能的影响,可为优化织构分布设计及对织构性能的研究方法提供新的思路和理论 参考。

近年来涉及管制刀具等金属物品的刑事案件逐渐增多,利用传统方法显现金属客体上的手印时,显现出来的手印乳突纹线易于和金属客体表面的划痕产生视觉干扰,影响手印的显现效果。利用真空镀膜技术显现遗留在黄铜、紫铜、304不锈钢、铝合金上的汗潜手印。按照手印样本制作规范,上述金属客体中分别按捺汗潜手印,继而研究喷镀金属组合、喷镀金属用量、喷镀金属先后顺序及汗潜手印遗留时间对金属客体上潜在手印的显出率、显现效果存在影响。试验得出,在黄铜、紫铜、304不锈钢客体上,选用10 mg银丝与100 mg锌粒搭配采用先银后锌的顺序进行喷镀,汗潜手印显现质量最佳。在铝合金客体上,选用4 mg金丝与100 mg锌粒搭配采用先金后锌的顺序进行喷镀,汗潜手印显现质量最佳。基于真空镀膜技术较好地实现了对金属客体上遗留时间在7 d以内的汗潜手印的显现。此外,喷镀金属组合、喷镀金属用量、喷镀金属先后顺序及汗潜手印遗留时间对金属客体上潜在手印的显出率、显现效果均存在影响。所提出的方法是现有显现金属客体上潜在手印的重要补充,对涉及金属制品的案件可为刑事科学技术人员提供一定的参考价值。

风电偏航制动工况及偏航摩擦片的选型影响制动盘与摩擦片制动界面的磨损状况,摩擦片的严重磨损将破坏风机偏航系统的稳定性,严重影响风机运行的安全性及发电效率,现有对于偏航这类低速重载制动工况研究甚少。针对偏航制动过程中的磨损问题,考虑制动盘及摩擦片接触界面的动态变化,建立Q345E偏航制动盘及复合树脂基摩擦片组成的偏航制动器三维简化模型,将有限元法与Archard磨损模型结合,研究制动压力、偏航转速及摩擦因数对直边型和凸台型两种摩擦片在制动过程中磨损行为的影响。基于全因子仿真试验及响应面法建立响应面模型,开展相关参数优化。结果表明：不同工况下的摩擦片均在摩擦入口处磨损严重,磨损状态均表现出明显的前端效应;在同一影响因素下,磨损体积及磨损深度均随着影响因素的增大而增大,直边型摩擦片较于凸台型摩擦片耐磨性更强;制动压力与偏航转速对磨损深度及接触压力的影响显著,摩擦因数则对其影响较小;参数优化后的工况经实际仿真后与模型预测值误差小于5%,验证了响应面模型的准确性。有限元磨损模拟揭示了不同形状摩擦片对偏航制动磨损的影响机制,可为偏航摩擦片的选型提供技术及理论支撑。

微生物在工程装备、医疗设备及生活物品上的粘附生长为设备高效安全运行和人民生命健康带来了沉重负担,是亟需解决的重大问题。近年来,席夫碱、席夫碱金属配合物和聚席夫碱等席夫碱基材料因其独特的结构特征和物化性质而备受关注,尤其是其展现出的抗菌、抗真菌和防污等生物活性有望在生物医药、工业和海洋等各个领域广泛应用,但针对席夫碱基抗菌防污材料的研究进展尚缺乏系统综述。简要回顾席夫碱基材料的发展历史,总结包括传统合成法和绿色合成法（超声波辅助合成、微波辐照法、研磨法和水溶剂法）制备席夫碱基材料的合成方法,分析席夫碱动力学上的不稳定性衍生出的独特化学特征（包括本征自愈性、可回收性、刺激响应性、水降解性和环保性等）,尤其强调它们在医药材料、海洋防污等抗菌防污材料方面的研究进展和应用前景。指出相关研究在机理揭示、材料高效制备和应用等方面的共性科学问题,进一步提出席夫碱基抗菌防污材料的未来发展方向,相关内容可为化学、材料、海洋防污等领域的研究人员和专业人士提供参考。

金属橡胶（MR）是一种纯金属的多孔减振 / 隔振材料,可作为极端环境下传统高分子减振 / 隔振材料的绝佳代替者。然而,目前关于其在海洋环境中的腐蚀行为及静载压缩蠕变性能研究还较少,影响了金属橡胶的进一步工程应用推广。采用表面硅烷化（S）、化学酸洗（P）和化学酸洗-表面硅烷化（P-S）工艺对制备好的MR试样进行表面处理,得到三种不同表面性能的MR试样。在5wt.% NaCl溶液中进行间浸腐蚀方式的静载压缩蠕变试验,并利用SEM、EDS和电化学工作站等表征手段研究MR的微观形貌、腐蚀产物元素组成、耐腐蚀和抗蠕变性能。结果表明：间浸腐蚀蠕变试验后,三种试样的腐蚀产物元素以O、Fe和Cr为主。P-S-MR试样的腐蚀电位（E_corr）相对较大,腐蚀电流密度（i_corr）相对较小,分别为-447.37 mV和0.91 μA·cm^-2。此外,S-MR、P-MR和P-S-MR整体腐蚀速率分别为0.024 9、0.019 2和0.013 4 mm / a,均小于未处理的试样（0.044 1 mm / a）。经过360 h的静载压缩蠕变试验后,P-S-MR试样的高度变化幅度h、平均刚度变化幅度k、耗能变化幅度e和损耗因子变化幅度l分别为-2.23%、19.21%、-15.14%和-3.79%,而未处理试样的k和e非常接近失效阈值,分别为29.45%和-29.31%。以上结果表明,对MR试样进行P-S处理是提升其耐腐蚀及抗蠕变性能的有效技术途径,研究结果可对扩展金属橡胶的工程应用提供重要参考。

工业生产中管筒件内表面的工作环境恶劣,对腐蚀和磨损等方面的性能有更高要求。为改善管筒件的内表面性能,采用管尾添加辅助阳极的高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）技术对内径40 mm、长度120 mm碳钢管进行内壁Cr涂层制备。探究辅助阳极电压对Cr靶放电特性和管内Cr沉积的可达深度、相结构及其力学性能的影响规律,分析外加辅助阳极后管内等离子体分布情况,并建立理论模型。结果表明,较高的辅助阳极电压下,基体电流有所增加,特别在管尾位置处。随着辅助阳极电压升高,管内Cr沉积可达深度整体提高,膜层致密度提升。Cr膜的涂层硬度和弹性模量均随着辅阳电压的提高先上升后下降。当辅助阳极电压40 V时,Cr涂层可达深度最好,具有最高的硬度和弹性模量。在HiPIMS放电条件下,辅助阳极可以通过牵引电子实现对等离子体定向输运的调控,并显著提高管尾等离子体密度。实现了在管筒件内表面沉积Cr涂层,满足了管筒件内表面在恶劣环境下广泛应用的需求。

数值模拟是金属复合板轧制过程分析的有力工具,然而目前模拟异种金属层状板冷轧复合的数值模型大多采用界面绑定或摩擦约束。难以对界面动态复合进行判定和模拟,较难反映复合板真实的应力应变场以及实现宏观翘曲、厚度比的高精度预测,并且在单道次大压下率下易出现网格畸变严重、计算不收敛等问题,从而制约了轧制复合仿真领域的融合发展。提出了一种新的数值模型,其中的Cu / Al板有限元建模部分采用一种长宽比大于等于2的细长形网格,并且改进先前复合判据在力学行为上只考虑法线方向的不足,引入了切向力限制条件,更好地描述了法向力和切向力综合作用的实际轧制复合过程。该模型可实现对40%~60%压下率区间内,2∶4、3∶3、4∶2厚度比Cu / Al板的轧制复合模拟和宏观样貌表征,同时实现对复合板翘曲度板形和轧后厚度比的高精度模拟,翘曲度的误差均小于7.40%,轧后厚度比误差一般小于10%。模型初步解决了单道次大压下率下的严重网格畸变和计算不收敛问题,此外,在评估层状金属板复合质量和进一步探究轧制复合内在作用机制等方面有良好的发展潜力。

热障涂层（TBCs）内部微观结构对其宏观弹性影响显著,探究TBCs孔隙微观结构特征与宏观弹性之间的关系对于优化制备工艺参数及预测使役寿命至关重要。针对现有基于椭圆近似研究TBCs孔隙率、尺寸、取向与涂层宏观弹性关系,未考虑孔隙不规则形貌对宏观弹性影响的问题,开展了基于水浸超声背反射试验,采用随机孔隙模型（RVM）与随机球孔模型（RSM）进行超声有限元数值模拟,结合灵敏度分析方法定量反演TBCs的多个弹性常数,并分别与微观力学理论计算以及试验测量的弹性常数进行对比,揭示孔隙不规则形貌对宏观弹性的影响规律。等离子体喷涂Al₂O₃涂层弹性常数的超声测量、数值模拟以及理论计算结果显示：弹性常数具有明显的弹性各向异性,数值模拟发现基于RSM模型测量的弹性常数值与理论值具有较好的一致性,相对偏差不超过3.32%;基于RVM模型测量的弹性常数值与理论值的相对偏差高达12.53%,孔隙不规则形貌对TBCs宏观弹性具有不可忽略的影响,而且具有不规则形貌的RVM反演结果相较于RSM与试验结果更相近,进一步说明孔隙不规则形貌会显著影响涂层的弹性性能。研究结果为表征TBCs微观结构的复杂形貌提供一定的支撑,对研究TBCs微观结构与弹性性能关系并进一步优化制备工艺具有重要意义。

针对SUS304不锈钢板表面的线状或者点状缺陷等质量问题,采用磁粒研磨法去除SUS304不锈钢板件的表面缺陷和原始加工纹理,通过设计脉冲磁场以及电路,探究脉冲磁场辅助平面磁粒研磨的影响因素,使加工区域的磁场复杂化,进而使加工轨迹多样化,提升加工效率和表面质量。提出一种脉冲磁场辅助平面磁粒研磨的装置,采用磁场模拟软件对电磁辅助永磁的磁场进行仿真,对不同分布状态的磁场进行分析;通过信号发生器产生并调节脉冲电流的频率和占空比,从而控制电磁铁。脉冲电磁铁产生脉冲磁场,促进磨粒的翻滚更新。通过设计电路有效解决电磁铁发热严重的问题;通过试验对比不同参数的研磨磁场对SUS304不锈钢板的研磨效果,研磨间隙为2 mm时,对比不同电压幅值、不同电流频率、不同电流占空比对工件表面质量的影响。使用触针式表面粗糙度测量仪和超景深3D电子显微镜检测并对比试验前后工件的表面质量并对仿真结果进行验证。当加工参数为脉冲电流幅值20 V、脉冲电流频率为4.5 Hz、脉冲电流占空比为50%时,SUS304不锈钢板研磨后表面的加工纹路以及缺陷得到有效去除,表面粗糙度值由原始的0.346 μm降低至0.047 μm。试验结果验证由脉冲磁场辅助的周期性变化的研磨磁场可以使磨粒进行周期性运动,复杂化研磨轨迹,促进磨粒在加工区域的翻滚更新,提高研磨效率与研磨效果。

一体化压铸模具在汽车产业轻量化和节能环保政策的背景下应时而生,在服役过程中受到高温、高速铝液冷热交替作用,传统的表面处理技术不能满足如此苛刻的服役条件,采用HiPIMS技术制备AlCrN涂层是提升一体化压铸模具表面抗铝黏着性能的重要措施之一。基于等离子体发射光谱（OES）,采用高能脉冲磁控溅射（HiPIMS）技术在不同的N₂ / Ar流量比下制备具有致密结构的高性能AlCrN涂层。利用数字示波器、高压探针、电流探针和等离子体发射监测器开展HiPIMS放电特征和时间平均的OES光谱研究,采用X射线衍射仪和扫描电镜分析涂层的晶相结构、晶粒尺寸及表面截面形貌,采用纳米压痕仪测试薄膜的纳米硬度和弹性模量。设计进行抗铝黏着测试来观测涂层在铝液中的行为。结果表明,随着N₂ / Ar流量比的增加,HiPIMS下的峰值电流随之升高,峰值功率密度也随之升高;沉积速率先增大后降低;涂层的晶粒尺寸和微观结构也会出现明显变化;成膜环境出现大量的离子态,CrⅡ、AlⅡ、NⅡ的强度明显提升,且CrⅡ / CrⅠ强度上升,说明离化率也会随之上升;涂层结构随着N₂ / Ar流量的变化主要呈现三种状态：非晶结构、hcp-AlN与fcc-AlCrN混合相、单一fcc-AlCrN相,实验中涂层氮含量始终保持较高水平且随着N₂ / Ar流量比整体呈上升趋势,并最终在fcc-AlCrN结构中接近化学计量组成;在最高的N₂ / Ar流量下制备出择优取向为（220）的fcc-AlCrN相涂层,具有最高的硬度和弹性模量,同时有着最高的H / E与H³ / E²比值。在抗铝黏着测试中此结构也表现出无铝黏附的良好特性,且涂层相结构和成分均无明显变化,fcc-AlCrN结构在铝液中的稳定性是表现优异出抗铝黏着性能的关键。通过改变N₂ / Ar流量比制备出高性能AlCrN涂层,给出提升一体化压铸模具表面抗铝黏着性能的可能性。

增材制造技术可实现陶瓷材料复杂构件的整体成形,但构件表面存在“增材痕迹”、多相分布、气孔等缺陷,后续表面精密加工困难,难以满足空间光学探测、半导体制造装备等对高性能碳化硅陶瓷构件的迫切需求。为此,提出化学气相沉积高纯高致密碳化硅涂层修复增材制造陶瓷表面缺陷的新思路。系统研究沉积温度对增材制造碳化硅陶瓷表面涂层硬度、沉积效率、界面结合、微观形貌、可加工性的影响规律。结果表明,随着沉积温度的升高,涂层沉积速率加快,晶粒尺寸和表面硬度增大。但过高的沉积温度会导致涂层内部出现孔隙,致密度降低。沉积涂层与增材基底界面结合良好,当沉积温度1 400 ℃时,界面处生成枝状晶,结合力较大,表面加工性较优。研究采用化学气相沉积涂层方法可有效改善增材制造碳化硅陶瓷的表面质量,为高端装备用高性能碳化硅复杂构件的工程应用奠定了基础。

铝系金属间化合物以其优异的高温力学性能、抗高温氧化与腐蚀性能和低密度的特点,作为防护涂层和结构件在航空航天等领域具有广泛的应用前景。室温脆性大的特点导致铝系金属间化合物在激光选区熔化或电子束熔化等高能束增材制造时,存在缺陷多、易开裂等系列工艺难题。冷喷涂技术作为一种低温固态材料沉积技术,有望在较低的热输入条件下制备铝系金属间化合物,避免高能束增材制造中的开裂难题。对此总结近年来国内外在冷喷涂技术制备铝系金属间化合物方面的研究进展。总结包括采用直接金属间化合物粉末沉积、单质金属混合粉末冷喷涂与后热处理、机械球磨伪合金粉末与热处理等粉末设计与制备技术路线对冷喷涂沉积行为及沉积体性能的影响;归纳搅拌摩擦后处理与热等静压等后处理工艺对沉积体显微结构和性能的影响规律;对比分析不同技术路线的优点与局限性,以期为冷喷涂增材制造铝系金属间化合物提供指导。

核电站乏燃料池因长期服役,其底面与壁面的不锈钢覆板会产生裂纹、孔洞等缺陷,导致放射性液体泄漏,对环境产生恶劣影响,影响核电站的安全运行。传统潜水员手工焊接或核电站停运维修都难以满足当下维修需求。采用自主搭建的水下TIG（钨极惰性气体保护焊）填丝焊接试验系统,针对乏池壁面覆板焊缝大面积的裂纹和孔洞式缺陷,采用尺寸为80 mm×80 mm×4 mm的方形补板,通过补板与乏池壁面覆板原始焊缝待修复位置对正贴合,将补板焊接分解为横向位置与立向位置的焊接。试验设备选用KEMPPI TIG焊机和福尼斯KD7000送丝机,分别开展水下环境与空气环境横向位置和立向位置的TIG填丝焊接工艺试验。对比分析两种环境下焊接接头的显微组织、化学成分和物相组成。结果表明：因熔池快速冷却导致水下环境焊缝截面尺寸略小于空气环境;水下环境δ铁素体含量与硬度高于空气环境,并在羽毛状铁素体聚集处出现显微硬度最大值;水下环境焊缝晶粒尺寸略大于空气环境,耐腐蚀性能略低于空气环境但相差不大,两种环境下焊缝金属均析出Cr元素,提升其耐腐蚀性能,水下补板焊接修复成形质量可与空气环境相媲美,满足乏池覆板壁面位置的修复要求。研究结果可为水下环境304L不锈钢覆板的防护与修复提供参考。

在长距离输送掺氢或酸性油气能源的严峻挑战下,管线钢焊接接头因其显微组织和力学性能的骤变,可能导致局部高氢脆敏感性,然而接头各区域的本征抗氢脆性仍缺乏细致研究。采用电化学充氢加速试验评价X100管线钢焊接件的氢损伤行为,结合显微组织表征等技术揭示接头各区域的氢损伤敏感性以及显微组织与氢损伤的内在关联。同一充氢条件下,X100管线钢焊件不同区域氢的逃逸速率不同,由大到小依次为母材区、热影响区和焊缝区;母材区以氢鼓泡为主的表面氢损伤形式,典型氢鼓泡的高度在微米数量级,但直径可达数毫米,而热影响区和焊缝的表面损伤则以氢致开裂为主,表面无氢鼓泡现象。随充氢电流密度的增加,表面氢损伤程度恶化,如氢鼓泡数量和尺寸均显著增加;整体上,焊缝区具有很好的抗氢损伤能力,而母材区最容易出现氢损伤;但当充氢电流密度较高时,热影响粗晶区氢损伤敏感性显著增加,表现出高氢致开裂率。焊缝区的高抗氢损伤能力主要归因于针状铁素体的精细有效晶畴及极低比例的随机取向晶界;而母材区中压扁的原始奥氏体晶界是氢致开裂 / 氢鼓泡形核的最优位置,贯穿式贝氏体板条晶界为氢的快速扩散提供通道,促进了氢致裂纹沿轧制方向进行扩展。研究成果揭示了高强管线钢焊接接头各区域的氢脆敏感性与其显微结构的内在关系,可为监测和预测焊接接头在不同氢逸度环境下的结构完整性提供基础理论。

目前大多数无机微纳米载体在有机涂层中存在团聚问题,对自修复涂层的防腐蚀性能和使用寿命有一定影响。对碱刻蚀埃洛石微米管（HMTs）负载缓蚀剂2-巯基苯并噻唑（MBT）,并通过外包覆壳聚糖（CS）作为微米填料,制备填料在涂层良好分散性和缓蚀剂高负载量的自修复涂层。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实HMTs成功负载MBT,且缓蚀剂的防腐功能没有失效。使用扫描电镜图（SEM）和透射电镜图（TEM）,观察HMTs、HMTs负载MBT（HMTs-MBT）和包覆CS的HMTs-MBT（CS-HMTs-MBT）的外貌结构。通过热重分析（TGA）,测得HMTs对MBT的质量负载约为13 wt.%,HMTs外包覆CS的质量分数约为61 wt.%。通过测试各样品在聚二甲基硅氧烷（PDMS）涂层中分散状况,证明包覆CS可以提高微纳米容器在涂层中的分散性。使用电化学阻抗谱（EIS）来评估涂层的自修复能力,通过分析|Z|_=0.01Hz值确定在第4 d自修复涂层的自修复能力达到峰值,使用ZSimpWin对获得的阻抗数据进行拟合,验证自修复涂层对金属的防腐蚀能力。在4 d浸泡试验结束后,通过SEM、电镜能谱（EDS）测试和X射线光电子能谱（XPS）,得出自修复涂层划痕处铜元素含量大幅降低,利用扫描Kelvin探针（SKP）测试发现划痕处电势谷消失,表明涂层划痕处已被缓蚀剂修复。利用CS在有机涂层中良好分散特性,增强CS-HMTs-MBT在PDMS涂层中的分散性。当涂层有划伤时,缓蚀剂MBT被释放并吸附在金属表面形成紧密薄膜隔绝腐蚀性物质,实现涂层对破损处自主修复。具有高分散性的CS-HMTs-MBT复合自修复涂层为金属设备的防腐蚀涂层提供了新的解决方案,有望在海洋工程和其他相关领域得到广泛应用,从而减少损失并延长设备的寿命。

高性能树脂涂装于装备，保障其在多变环境与工况下全寿命周期高功效服役。然而，传统水性环氧树脂涂层固化特性及工艺引起的内部微缺陷现象会导致涂层快速丧失对结构件的长期保护作用，难以满足涂装防护的防腐耐磨需求。对此，综合聚脲纳米纤维和玄武岩纤维的结构与性能优势，利用聚合物原位生长技术在玄武岩纤维表面均匀包覆聚脲纳米纤维，成功研制玄武岩&聚脲复合纤维，并与环氧树脂共混得到复合涂层。依据摩擦学、力学和耐候性能等典型服役参数测试结果，分析复合纤维对水性环氧涂层防护性能的强化模式和作用机理。相比于单一玄武岩纤维树脂涂层，复合纤维涂层在 3.5wt.% NaCl 溶液中浸泡 72 h 后涂层阻抗值提升了近 35 倍，盐雾试验 21 d 后表面状态完整无明显腐蚀现象。同时，凭借玄武岩纤维的强化作用，玄武岩纤维承载了摩擦副的交变应力，吸收了涂层变形过程中的能量，复合纤维涂层磨痕宽度降低约 200 μm，磨损率降低约 78%。研究成果验证了纤维 / 环氧树脂复合体系解决水性环氧涂层“磨-蚀”问题的可行性，可为进一步优化纤维 / 环氧树脂复合涂层制备工艺、探究纤维位向分布对复合涂层综合性能影响规律及强化机理奠定基础。

为提升铝硅合金涂层的高温摩擦学性能,实现全铝合金发动机制造。使用超音速等离子喷涂工艺制备Al-40Si-5Fe涂层,并利用330 ℃时效处理诱导涂层组织结构发生转变。研究发现,原始喷涂态涂层组织呈现典型的层状堆叠结构,单个摊片上部由初生Si相和Al / Si共晶相组成,摊片下部由不完全非晶组织构成。330 ℃时效处理后,涂层组织均匀性明显改善,并且涂层内部形成具有圆润表面的网状Si相骨架。在220 ℃环境中,载荷3 N、行程4 mm、频率5 Hz的干摩擦试验条件下,330 ℃×24 h热处理态涂层的平均摩擦因数和磨损率分别为0.38和1.35×10^-4 mm³ / (N·m),比原始喷涂态涂层的平均摩擦因数和磨损率分别降低19.1%和5.6%。喷涂态涂层的磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损,330 ℃×24 h热处理态涂层的磨损机制以磨粒磨损为主,粘着磨损为辅。330 ℃×24 h热处理态涂层内的网状Si相结构可以在220 ℃环境中保持对基体的强化作用,从而有效减轻了涂层的塑性变形程度和摩擦副之间的粘着行为,对涂层的高温摩擦学性能有明显改善效果。

激光立焊在乏燃料水池壁面位置的缺陷修复过程中易出现熔滴过渡不稳定、熔池下淌等问题,导致焊缝出现气孔、未熔合等缺陷。局部干法水下焊接技术结合了水下干法焊接的高焊缝质量和湿法焊接简便易行的优点,是当前核电站水下修复的首选方式。为了进一步研究水下环境对激光立焊的影响,搭建局部干法水下激光立焊试验平台。以S32101双相不锈钢为母材,针对4 mm U型坡口,进行空气环境和水下环境坡口填充试验,对比分析空气和水下两种环境立焊焊缝的组织性能。结果表明：水下环境对焊缝的组织成分、力学性能和耐腐蚀性能造成了不同程度的影响,但其综合性能仍优于母材,局部干法水下激光立焊技术在核电站乏燃料水池覆板壁面修复上具有较高的可行性。研究成果可为乏燃料水池壁面在役维修提供理论和试验基础。

21世纪以来,超高强钢得到越来越广泛的应用,但其在焊接时会产生更高的残余应力和更显著的焊接变形,这成为制约其应用的一个难题。随着仿真理论的发展,数值模拟技术已成为确定焊接接头甚至大型焊接结构残余应力和焊接变形的一种可靠有效的方法。针对某特种车辆用1 600 MPa级超高强钢,采用拉伸试验和热膨胀试验获得其常温及高温屈服强度、相变温度点和热膨胀系数等性能参数,建立超高强钢材料模型和相变模型。以SYSWELD焊接有限元软件为平台,开发考虑超高强钢固态相变的“热-冶金-力学”多场耦合的有限元计算方法。采用该方法模拟超高强钢T型接头在自由状态和不同拘束位置下的残余应力和焊接变形。基于数值模拟结果,讨论结构拘束及其拘束位置对残余应力和焊接变形的影响。数值模拟结果表明,结构拘束会增大T型接头的纵向拉伸和压缩应力峰值,减小横向拉伸应力峰值,同时减小压缩塑性应变、横向收缩和角变形,而这一影响在拘束位置距离焊缝更近时会更显著。对于拘束和拘束位置的数值模拟研究,将为超高强钢残余应力和焊接变形的控制提供理论依据。

滚动轴承作为重要的基础部件,在面临高速、重载等多因素耦合的苛刻工况时,滚动轴承表面失效成为制约机械装置发展及其服役寿命的关键因素。对于物理气相沉积（PVD）硬质涂层-钢基材体系,涂层与基体钢材的力学性能存在差异,导致涂层与基体的结合强度不足,进而在高速重载工况下容易发生开裂、剥离,最终过早失效,但关于PVD涂层结合强度和摩擦学性能的影响因素仍缺少相关的系统介绍。综述PVD涂层最新研究成果,总结涂层结构、工艺条件、沉积基体、涂层后处理、元素掺杂对PVD涂层结合强度及摩擦学性能的影响,介绍高熵合金涂层的优异性能及其在滚动轴承中的应用潜质。对促进PVD涂层在滚动轴承中的应用做出展望,提出将PVD与后处理、表面预处理等方法相结合,形成“PVD+热处理”“PVD+深低温处理”等复合表面处理技术,有望解决滚动轴承表面涂层因结合强度和摩擦学性能不足导致的早期失效现象,提升滚动轴承服役寿命。

飞机结冰是高空飞行时面临的危险问题,对飞机飞行安全构成极大的威胁。根据主动电除冰需求,提出一种高电阻不锈钢箔带与碳纤维预浸料复合的新型层合材料,采用真空袋工艺在热压罐内加温加压制备铁铬铝（FeCrAl） / 玻璃纤维（GF） / 碳纤维（CFRP）层合板,其拉剪强度达到7.1 MPa。为了验证其电热性能,研究铜箔胶带、导电银浆加铜箔带和铜箔带分别作为电极对接触电阻的影响。在不同功率密度的输入下测试层合板的电热性能。结果表明,该层合板在0.164 W / cm²的较低功率密度输入下,温度可以迅速从室温升高至65 ℃,同时温度分布均匀,且在30次电热循环测试后电热性能保持不变,具有良好的疲劳性能。电热除冰测试中,层合板在0.164 W / cm²的功率密度输入下,于260 s内将冰层完全融化,该层合板在防 / 除冰领域的应用具有良好的发展前景。研究表明,纤维金属层合板（FML）的电热除冰性能优秀,制备过程简单,界面结合良好,具有作为飞机机翼蒙皮除冰材料的潜力。

电磁轨道发射装置处于大电流（~MA 级）、强磁场（~T 级）、高热量（~10³ K 级）、强作用力（~10⁶ N 级）等极端服役工况，电枢作为将电能转化为动能的关键部件，在服役过程中会不可避免地发生一系列损伤，导致电枢与轨道（枢轨）载流摩擦副间的接触特性发生显著变化，从而显著影响电磁轨道发射系统效率和精度。综述了近年来国内外研究者对电磁轨道发射用电枢表面损伤与防护的相关研究进展，阐述电枢损伤的典型特征，归纳电枢损伤的机制，梳理电枢损伤的防护优化策略，探讨电枢损伤及防护的研究趋势。研究表明：电磁轨道发射用电枢损伤主要有三种形式：载流摩擦磨损、热熔化和转捩烧蚀，其损伤的严重程度与形貌受到服役变量及电枢自身参数的影响；电枢损伤机制的模拟与仿真基于接触应力集中、电流密度集中、热量集中等三方面展开，着力于枢轨载流摩擦副间接触方式和特性；电枢损伤的防护优化主要考虑枢轨载流摩擦副结构设计、材料选择、表面涂层等多种因素的影响。电磁轨道发射电枢表面损伤形成的极端苛刻性和多场耦合特性，导致电枢表面损伤的形貌研究尚未能形成系统性和完整性的时空演变规律。仿真复现手段以及与轨道损伤特征的对应关系等的理论分析和试验探索仍有待进一步深入研究。研究结论对提高电枢效能、电枢表面损伤与防护研究及新型电枢材料开发与结构设计具有指导意义。

为了提升激光熔覆损伤修复件中孔隙的检测精度,以调整激光熔覆工艺参数,从而减少熔覆层气孔、开裂等缺陷,提升激光熔覆层质量,开展IN718镍基合金不同工艺参数下的激光熔覆试验,并开发一种改进型SP-YOLOv5孔隙检测算法。在输入层与卷积层之间增加Coordatt注意力机制模块,从而增强特征图的空间位置信息权重;改写YOLOv5网络结构,以增强网络模型对孔隙类小目标的检测能力;采用Soft-NMS代替原有NMS（非极大值抑制）进行检测结果后处理,进一步降低网络漏检率;将SP-YOLOv5算法孔隙检测结果与YOLOv5、FasterRCNN、RCNN以及ImageJ软件分析结果进行对比,得出SP-YOLOv5算法模型比其他算法模型的精度最高提升了10.57%;在此基础上,通过对激光熔覆熔池温度、熔池面积及熔覆层横截面孔隙率、熔宽、熔高、熔深等的测量,基于Stacking算法建立激光熔覆工艺参数与孔隙率的回归预测模型,并采用目标优化算法获得了较优激光熔覆工艺参数组合（激光功率1 330 W、扫描速度460 mm / min、送粉率13 g / min）,对熔覆件进行孔隙参数测量,结果显示,在这些优化参数下,Stacking模型预测的孔隙率与实际测量值的一致性达到97.5%,验证了优化方法的有效性,研究结果可为激光熔覆层孔隙缺陷的有效控制提供理论依据。

AlCoCrFeNi系高熵合金具有 BCC 结构,因其优异的高温力学性能、高强度和低成本的特点而受到越来越多的关注与运用。本文从涂层耐磨性的角度,综述了三种典型方法制备AlCoCrFeNi系高熵合金涂层耐磨性研究的发展现状、两种通过改性提高涂层耐磨性能的方式和三种强化涂层耐磨性能的后处理方法。在制备技术方面,AlCoCrFeNi系高熵合金涂层的典型制备方法主要有等离子喷涂、超音速火焰喷涂、激光熔覆等工艺,制备的涂层在高温下均展现出较好的热稳定性和耐磨性能;在成分改性方面,涂层的耐磨性能会受到主要元素成分与元素摩尔占比的影响,因此可以通过引入碳化物强化相和添加其他元素对高熵合金涂层的成分和组织结构进行调控,以进一步增强涂层的耐磨性能;在后处理方面,激光重熔、退火和感应重熔三种后处理方法可以有效减少高熵合金涂层的缺陷,提高涂层的耐磨性能。最后,根据AlCoCrFeNi系高熵合金涂层性能特点,提出了工艺参数优化、引入强化相与其他元素和涂层后处理三种方法,对涂层性能提升的发展方向进行了探讨。

随着科技的不断进步,先进光学与集成电路等领域对光学元件的加工精度要求日益严苛,已经由纳米级材料去除提升至亚纳米级精度。然而,当前主流的传统加工技术,如化学机械抛光（CMP）、液体射流抛光（FJP）、磁流变抛光（MRF）以及离子束抛光（IBP）等,均存在各自的局限性,难以实现原子级光滑表面的制造目标。因此,如何制造出具有亚纳米级表面粗糙度且低亚表面损伤的光学元件,已成为当前亟待解决的技术难题。在不断探索新技术的过程中,气体团簇离子束（GCIB）技术作为传统离子束技术的革新升级,展现出在超精密加工领域的巨大潜力,有必要对气体团簇离子束技术的原理、辐照特性以及可能的应用展开探讨。说明气体团簇离子束技术的原理; 阐述气体团簇离子束技术所具有的独特辐照特征,包括低每原子能量、高溅射产率、横向溅射效应以及能量密集沉积等。这些特征使其与传统离子束的辐照效应截然不同; 探讨气体团簇离子束技术在抛光、刻蚀、薄膜沉积以及二次离子质谱（SIMS）等领域的应用; 总结气体团簇离子束技术现有的优势与不足,为气体团簇离子束技术的进一步发展奠定坚实基础,推动其在超精密加工领域实现更广泛的应用与突破。

Ni 基合金因其在高温条件下具有优异的性能，在航空航天、船舶制造、冶金化工等领域受到广泛的关注。为了进一步提高合金在严苛环境下的服役年限，采用激光熔覆技术在 K418 镍基合金表面设计并制备了 NiCoCrTaAl-TiC 复合涂层，探究 Al 含量对复合涂层组织形貌及摩擦学性能的影响，并在雨水、海水和润滑油等严苛工作环境下对涂层性能做进一步分析。 研究结果表明：添加 Al 元素后，复合涂层出现 Al₂O₃、AlNi₃、Al₄CrNi₁₅、Al₄Ni₁₅Ta 等金属间化合物相，涂层内部组织构成发生改变；随 Al 含量增加，熔池边界逐渐消失，涂层硬度、耐磨性能呈先减小后增加的趋势，并在 Al 含量为 15wt.%时达到最佳，其耐磨性较 NiCoCrTa-TiC 涂层约提高 25%；在雨水、海水介质中浸泡 2 h 后在边界润滑条件下的磨痕深度及磨损量与未经处理涂层的基本相同，表明 Al 元素的添加提高了复合涂层的耐腐蚀性能。