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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

针对脉冲焊的模具修补机逆变电源的特点，采用双重脉宽调制（DPWM）思想，设计了相应的电路，并进行了电路仿真研究，通过仿真研究证明此设计是合理的。

等离子体浸没离子注入与沉积技术可实现复杂形状零件表面垂直、均匀地离子注入与沉积处理，在材料表面改性领域具有广泛的应用前景。在技术发明后的20年间，该技术得到了快速的发展，但是也遇到了如何提高离子注入效率和注入均匀性、内表面注入、大面积注入等一系列问题。若上述问题得到解决，将极大的推进等离子体浸没离子注入与沉积技术的工业应用进程。

简要介绍了军用飞机使用寿命包含的主要内容。列举了近年来我国现役飞机发生的典型腐蚀故障或事故案例，阐述了环境腐蚀对飞机的危害，强调开展飞机腐蚀防护和日历寿命研究的重要性和紧迫性。对我国军用飞机的服役环境、使用特点和腐蚀现状进行了分析，对当前现役飞机腐蚀和日历寿命方面存在的主要问题进行了梳理，提出了当前应重点研究的关键技术。

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。

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。

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。

热障涂层是先进航空发动机普遍采用的热防护手段,随着发动机工作温度提高,涂层的工作环境也愈发严峻,研究涂层在高温、高温度梯度条件下的失效模式对提高涂层在服役环境下的工作寿命具有重要意义。采用大气等离子喷涂法在GH3536基体上制备陶瓷层厚度为0.12 mm的Gd₂O₃-Yb₂O₃-Y₂O₃共掺杂ZrO₂热障涂层,对涂层的微观组织和物相组成进行表征,设计搭建保证涂层面层高温、背部低温的水冷热冲击试验平台,讨论涂层在高温、高温度梯度条件下的失效机理。结果表明：在涂层面温约为2 350 ℃的高温热冲击试验后,单次长时试验涂层寿命大于1 200 s,多次短时试验涂层寿命为3次;涂层沿厚度方向表现出明显的梯度烧结现象,表层发生严重烧结,孔隙率和晶粒尺寸沿厚度方向均呈梯度分布;在单次1 200 s热冲击试验后,涂层仍保持单一立方相,高温相稳定性好;在多次25 s热冲击试验后,随着试验次数的增多,烧结区深度增加,垂直裂纹数量增多,横向裂纹宽度增大、长度增长;涂层在高温、高温度梯度条件下失效是由高温烧结、热失配应力和热生长氧化物共同导致的。通过高温、高温度梯度条件下的热冲击试验模拟涂层的服役环境,分析涂层在高温、高温度梯度服役条件下微观结构的演变过程,明确了涂层在服役环境下的失效机理。

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。

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。

介绍了激光熔覆技术和激光再制造技术的特点。激光熔覆技术是激光再制造技术的基础技术之一，具有结合强度高、热影响区小、热变形小、可控性好等技术特点，以激光熔覆技术为主要技术的多种加工技术同再制造产品相结合形成的激光再制造工程技术是再制造工程技术的重要组成部分，具有优质、高效、节能、节材、环保的基本特点，该技术的兴起和发展为我国重大机械装备和部分进口设备的修复和改造提供了新的技术手段。在我国，激光再制造技术广泛应用于石化、冶金、电力等行业。列举了激光再制造机械设备的典型案例，指出在我国开展重大装备的激光再制造，不仅具有广阔的市场前景，而且具有重大的经济效益和社会效益。

摩擦磨损是造成材料失效的主要原因之一,减小摩擦磨损对工业发展与环境保护等方面有着重要意义。 而温度作为摩擦磨损试验的其中一个主要参数,对摩擦磨损过程具有重要影响。 该论文重点描述了温度对摩擦副摩擦学性能的影响,并分析了产生影响的机理和原因。 首先,温度会影响表面材料的理化性质,从而影响表面组织结构或者表面涂层;其次,摩擦副之中的固体或液体润滑剂性质随温度的变化发生改变并影响摩擦磨损性质,且在织构表面尤其明显。 最后,温度会对基底表面润湿性产生影响从而影响表面摩擦磨损性能。 该研究对在高温极限条件下工作的摩擦副的材料与润滑方式的选取,以及发动机、火箭等新型科技的发展具有重要意义。

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。

阐述了再制造工程与现代钢铁产业的关系。借助再制造工程体系的先进表面技术和先进设计与管理方法，可以使钢铁设备不断得到技术改造, 延长其寿命和报废期限，提高钢铁设备的档次和附加值，是实现高效、绿色钢铁发展模式的重要途径。介绍了电镀、热喷涂等表面技术在连铸结晶器、各种辊类钢铁设备上的应用与发展，通过表面技术获得的再制造钢铁设备产品具有优异的性能和良好的经济、社会效益。

利用等离子喷涂法在耐热钢1Cr18Ni9Ti基体表面喷涂NiCrAlY＋(ZrO₂＋Y₂O₃)陶瓷热障涂层，并进行高温隔热性能试验，用XRD、SEM检测了试样的金相组织、结构及形貌，结果表明，陶瓷热障涂层与1Cr18Ni9Ti基体结合紧密；表面陶瓷层经高温氧化后处理后其硬度显著增高；进行850 ℃高温隔热性能试验，1Cr18Ni9Ti表面热障涂层隔热能力显著提高，达75 ℃。

采用X射线光电子谱（XPS）对BCN非晶纳米薄膜的结构进行表征。分别采用氩峰、污染碳和沉积单层金3种元素峰位来校正在XPS测试过程中由荷电效应引起的峰位移动，并与傅立叶红外光谱（FTIR）进行比较，讨论了这3种校正荷电效应的元素峰位选取对正确表征BCN膜结构的影响。分析结果表明：采用不同校正元素得到的BCN薄膜中元素的结合能差别很大，只有采用合适的元素校正荷电效应才能正确的表征薄膜结构；采用氩校正结合能得到的键结构拟合结果最接近薄膜的真实结构，该方法适用于溅射气氛中含Ar气的BCN膜，且对分析膜内结构同样有效；采用污染碳法和沉积单层金校正的结合能与真实值偏差较大。

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。

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。

空蚀是局部高压和热引起的一种极端条件下的材料损伤现象，广泛存在于泵等过流部件中，严重制约着零部件服役寿命。由于航空航天轻量化要求涉及的轻合金耐受温度较低，常在解决空蚀损伤的聚酰胺酰亚胺（PAI）中添加环氧树脂（EP） 以降低固化温度，然而这对空蚀性能的影响尚不清楚。针对该问题，分别制备纯 PAI 涂层（P-280）和不同含量 EP 改性的 PAI 涂层（P-200 和 P-170），通过加速空蚀试验对比研究样品的空蚀性能，采用 XPS、TGA、纳米压痕、SEM 等表征分析了样品的力学和热学性能以及空蚀作用下的力 / 热响应行为和涂层空蚀前后的形貌，剖析损坏机理。结果表明，添加 EP 可使 PAI 的固化温度显著下降 80~110 ℃，但韧性由 P-280 的 8.21 mJ·m^?3逐渐降低到 P-170 的 3.18 mJ·m^?3 ，造成涂层在空化载荷冲击下更易发生疲劳开裂。同时，添加 EP 后的 PAI 的热稳定性也明显劣化，空蚀 30 min 后，P-170、P-200 和 P-280 样品材料失重 5%所对应的温度下降幅度约为 15.24%、14.82%和 9.05%，进一步加速涂层表面力学性能劣化及空蚀损坏。因此，P-200 和 P-170 在加速空蚀 30 min 后的质量损失分别为 1.7 和 3.6 mg，是 P-280 的 2.1 和 4.5 倍。综合考虑涂层的固化温度和耐空蚀性能， P-200 更适合在轻合金部件表面应用。探究不同涂层的综合性能与空蚀性能之间的关系为 PAI 涂层的研发提供了新思路。

基于 WO₃-NiO 体系的电致变色（EC）玻璃具有优异的可见与红外的主动调控特性和节能效果，在建筑、新能源汽车等产业的应用得到越来越多的关注。生产效率与制造成本等因素的限制，使得大面积 WO₃-NiO 电致变色玻璃未规模化地投入市场。相比于在单一玻璃表面采用膜层堆栈方式制备多层膜结构的电致变色器件，以高性能锂离子胶膜为中间层，将磁控溅射沉积的 Glass / TCO / WO₃以及 Glass / TCO / NiO 通过层压的方式组装成夹层式器件是一种可行地实现电致变色玻璃大面积、低成本规模化生产的技术手段，正逐渐成为器件制备技术的主流。然而，面向于大面积夹层式 WO₃-NiO 电致变色玻璃的低成本制造和新的应用需求，仍有必要开展从材料到器件的体系化研究。在材料端，开发兼容现有镀膜产线的高质量 EC 氧化物陶瓷靶材制备技术，高性能 WO、NiO 薄膜成分、结构、性能与色彩的调控技术，具备高离子电导率、高粘结强度、 高热稳定、高透明且易于实现大面积规模化生产的锂离子胶膜材料及其制备技术等。在器件端，开发与现有玻璃产业兼容的大尺寸器件的层压工艺，弧型器件的制备技术，具备更高效节能且能呈现中性着褪色的器件技术等。针对上述挑战，综述了国内外相关研究团队在上述领域的研究进展，结果表明，可以制备出满足高性能电致变色薄膜沉积的 EC 氧化物陶瓷靶材， 通过调节磁控溅射工艺参数可以有效实现对薄膜成份、结构以及性能调控，开发出满足层压工艺的、具有高离子电导率 （1.51×10^-4 S·cm^-1 ）的固态聚合物电解质，最终利用商用高压釜实现 30 cm×30 cm WO₃-NiO 电致变色器件高质量制备。

先进表面涂层防护技术是海工装备关键金属运动系统磨损与腐蚀防护、保障海工装备高性能长寿命可靠服役的关键途径。其中,物理气相沉积（PVD）抗磨蚀防护涂层材料兼具耐老化、耐磨性、耐腐蚀等优势,特别是可满足深海或远海机械系统相关精密运动部件的高可靠性与稳定性要求,是抗磨蚀防护的有效技术手段之一。围绕海洋环境PVD抗磨蚀防护涂层材料及应用技术发展现状,重点介绍现有防护涂层材料体系,碳基、氮基涂层因优异耐磨及耐腐蚀性能而获得较多关注,改善膜基界面结合强度及涂层致密性等是提升其抗磨蚀性能的关键因素,而高熵涂层及过渡金属二硫属化物（TMD）涂层磨蚀防护性能也成为基础及应用研究的热点。总结主要的涂层磨蚀评价方法,目前在外加电位下开展涂层磨蚀测试性能评价的应用较多,引入理论计算研究涂层磨蚀性能及相关失效机理已逐渐开展。围绕疲劳/重载下磨蚀防护需求,介绍PVD复合喷涂、微弧氧化、热处理等兼具高承载、长寿命的复合强化抗磨蚀防护涂层材料技术的新进展。列举PVD抗磨蚀涂层在海水传动液压马达和液压泵、船舶低速柴油机柱塞、水下安全阀、钻井泵阀体阀座以及涉海直升机操纵杆等核心涉海装备部件上的典型应用,并对海洋环境PVD抗磨蚀防护涂层的未来发展方向进行思考与展望,为进一步发展高性能海洋抗磨蚀涂层材料技术提供参考。

以四靶闭合场非平衡磁控溅射方法制备C/Cr镀层，用球痕法测量镀层厚度，研究了镀层厚度及均匀性随靶基距的变化规律，并探讨了靶基距影响镀层厚度的机理。结果表明：靶基距对镀层厚度有明显影响；镀层厚度随靶基径向距增大而显著减小，随靶基轴向距的增加变化不大；试样放置位置越靠近真空室中心区域，镀层厚度均匀性越好；磁场空间分布和粒子迁移中的散射碰撞是导致靶基距影响镀层厚度的主要原因。

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。

采用反应火焰喷涂方法在H13钢表面制备的Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,分析了涂层的显微组织、显微硬度、耐磨性能及抗热疲劳性能.结果表明,经过火焰喷涂获得Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,其显微硬度达到1 200 Hv0.1,具有良好的耐磨性能和抗热疲劳性能.

30CrMnSiNi2A是一种广泛应用于航空航天等行业的超高强度钢,在服役的复杂工况下极易受到沙粒、石块的冲击,探究其耐冲击磨损性能极为重要,目前对其冲击性能的研究少有报道。对30CrMnSiNi2A及在其表面镀铬、镀镍三种试样在自制冲击磨损设备进行冲击磨损试验,通过维氏硬度计、XRD、光学显微镜、三维轮廓扫描仪、扫描电子显微镜及EDS对材料、磨损行为及冲击动力学响应数据的分析,研究不同表面处理后该材料的耐冲击磨损性能。结果表明：在低冲击循环次数时,表面镀铬试样有着最好的耐冲击磨损性能,磨损体积较未处理试样降低4倍;随着循环次数增加,3种试样耐冲击性能相近,这是由于镀铬试样硬度较大,冲击过程中易产生裂纹,对其耐冲击性能产生了较大影响,随着循环次数增加,冲击表面产生了冲击碎片,又影响了其耐冲击性能。探究了不同涂层在冲击磨损时的机理,补充了在本材料上冲击行为探究的不足。

航空发动机压气机转静子高速摩擦问题已有大量研究，但缺乏相关研究进展的系统介绍。从高速摩擦磨损和能量耗散机制出发，综述相关研究成果，对先进航空发动机安全设计具有重要意义。压气机转静子工作间隙小、线速度高、气流压力温度高，转静子径向碰磨不可避免，这种高速摩擦轻则造成涂层、叶片损伤，重则导致航空发动机“钛火”等严重事故。转静子高速摩擦受侵入速率、摩擦速度、摩擦深度等工况条件和叶片厚度、涂层硬度、材料热物性参数等摩擦配副自身特点的综合影响，摩擦磨损机制主要表现为黏着磨损、切削磨损或氧化磨损等，诸多因素中，侵入速率和摩擦速度的影响最为显著。 对于高速摩擦热问题，温升预测是关键，而确定热流分配是难点，在早期基本假说基础上发展的不同热流分配计算方法，能够为摩擦温升预测提供理论依据，结合试验结果修正可提高计算可信度。高速摩擦热的产生会对摩擦磨损行为产生显著影响， 而摩擦条件与摩擦机制的改变也会导致明显的能量耗散差别，进而影响摩擦热的生成和摩擦温升。首次从摩擦磨损与摩擦能量耗散角度进行系统综述，讨论引发“钛火”的摩擦热导致的温升计算方法，并提出采用流-热-固多场耦合方法开展研究的新观点。摩擦热的计算、转静子摩擦磨损机制的全面揭示和新型涂层体系的开发具有指导意义。

综述了双层辉光等离子单元渗技术、多元渗技术、复合渗技术的研究成果及主要应用实例。结果表明，双层辉光等离子渗金属技术能成倍提高零件表面的耐磨性或耐蚀性、抗氧化性，从而延长零件乃至整机的使用寿命，对节能、节材、保护环境以及降低机具运行成本发挥着重要作用。

阐述了再制造工程在循环经济中的地位和发展背景，剖析了废旧发动机在材料水平、零件水平和整机水平循环利用的节能效益和环保效益，讨论了再制造工程与表面工程的关系。研究表明，以再制造方式实施整机水平的循环利用，其节能效益和环境保护效益最佳，再制造1万台废旧发动机可节电1.45×10⁸8kWh，减少CO2排放0.6 kt；表面工程在发动机再制造中的应用，可使发动机的旧件利用率由72.3 %提高到90 %。

舰船、飞机等高速运动表面的高效减阻技术仍是一项重大挑战。水下减阻是鱼类等高速游动生物长期进化形成的优势功能策略，揭示水下高速游动鱼类表皮结构特征或材质特性与减阻功能机制的相互关系，可为解决高速运动表面高摩擦阻力问题提供可行参考方案。首先以鲨鱼皮盾鳞结构和海豚弹性表皮为典型生物原型，简要介绍表皮独特结构特征和弹性材质特性，对金枪鱼表皮拓扑覆瓦鱼鳞结构特征和法向多层弹性材质特性进行总结，并介绍其他鱼类表皮的独特结构特征，进而介绍以鱼类表皮独特结构特征或材质特性为生物原型的减阻表面的仿生制造、减阻特性及减阻机理研究现状。最后，对仿生减阻表面在工程和生活中的应用进行简要阐述。提出以鱼类表皮为生物原型的仿生减阻表面的研究现状和发展方向，填补仿鱼类表皮结构特征或材质特性减阻领域目前缺少综述文章来引领的空白，可为进一步深入分析鱼类优异的水动力性能提供借鉴，并为构筑新型减阻防污表面提供参考。

高温轴承作为航空发动机和高铁转向架等重大机械装备的核心支承构件，其表面高温磨损失效成为制约高温轴承可靠性和耐久性的关键瓶颈问题。因此，实现高温轴承表面减摩耐磨对于国民经济和国防安全具有重要的战略意义。采用表面机械滚压技术在 CSS-42L 轴承钢表面构筑梯度纳米结构（GNG），通过结构表征、高温摩擦磨损测试、磨痕形貌和亚表层结构演化分析研究 GNG CSS-42L 轴承钢的高温摩擦磨损行为。研究发现，轴承钢最表层的平均晶粒尺寸约为 25 nm，并随深度增加而逐渐增大。对 GNG CSS-42L 轴承钢进行室温（25 ℃）至 500 ℃范围内的高温摩擦试验，并与粗晶（CG）CSS-42L 轴承钢的摩擦磨损性能相比较。结果表明，在室温 25 ℃至 350 ℃范围内，相比于 CG CSS-42L 轴承钢，GNG CSS-42L 轴承钢的摩擦因数和磨损率同时降低，而 500 ℃下两种材料的摩擦磨损性能几乎一致。通过对两种材料磨痕表面形貌和亚表层结构分析发现，GNG CSS-42L 轴承钢的高耐磨性归功于梯度纳米层的高硬度和良好的应变协调能力可以有效抑制应变局域化。 500 ℃时，GNG CSS-42L 轴承钢磨痕表面发生明显氧化，氧化层的剥落导致材料磨损加剧。研究结果可以为高温轴承表面延寿提供新的研究思路和试验依据。

等离子体喷涂陶瓷涂层技术具有加热温度高、沉积速率快、基体受热小、材料范围广和投资成本低等显著优势，广泛应用于航空航天、核能发电和兵器装备等领域。随着现代工业的快速发展，高端装备和部分关键零部件对陶瓷涂层的服役性能提出了更高的使用要求，如何提高等离子体喷涂陶瓷涂层的密度和力学性能成为该领域的研究热点。研究者近年来采用优化的等离子体喷涂技术制备了性能优异的致密陶瓷涂层。系统综述该技术的研究进展，对于其大规模推广应用具有重要意义。 首先，从常规大气等离子体喷涂技术的原理和涂层沉积过程，介绍常规大气等离子体喷涂陶瓷涂层的技术特点、显微特征和瓶颈问题。然后，从等离子体喷枪的结构设计、工作原理和涂层性能，系统综述 8 种用于制备致密陶瓷涂层的等离子体喷枪技术。而后，根据高效能等离子体喷涂工艺的原理、特点和涂层特征，详细阐述超低压、长层流和悬浮溶液 3 种致密陶瓷涂层等离子体喷涂工艺。最后，总结等离子体喷涂致密陶瓷涂层技术的发展现状，并对未来发展趋势进行了展望。主要综述等离子体喷涂致密陶瓷涂层技术的先进喷枪结构和高能效喷涂工艺，可为等离子体喷涂致密陶瓷涂层技术的广泛应用提供借鉴和指导。