近年来，材料表面防护技术已由普通环境下的材料保护技术向苛刻环境下的特种防护技术发展，主要包括高速、高温、高压、重载环境下的长寿命润滑与强化技术，严酷海洋大气、深海环境、辐射环境下的腐蚀与防护技术，以及面向重大装备的维修与再制造技术等。这些技术的发展促进了磁控溅射、多弧离子镀、冷喷涂、热喷涂、智能防腐涂层等多项新技术的发展，并在航空、航天、船舶、兵器、核电等多个重点行业中得到应用。文中对近年来苛刻环境下材料表面防护技术的发展现状和趋势进行了研究，以我国重大工程装备为出发点，重点对材料的腐蚀与防护、减摩与润滑、耐磨与强化以及维修与再制造4个领域技术的新成果、新观点、新方法和新技术进行了综述，为相关的研究工作提供技术参考。

抛光技术是现代制造产业的关键技术之一,现代制造工艺的发展对材料抛光精度的要求已经达到了微纳级。 与传统抛光技术相比,激光抛光技术更容易满足工业要求,并且适用于金属、陶瓷、玻璃等多种材料,在抛光加工领域受到了国内外学者的广泛关注。 综述了近年来不同材料激光抛光技术的研究进展;针对激光抛光过程中产生的热应力,分析了工艺参数以及温度变化对激光抛光效果的影响,探讨了新型的激光抛光技术,梳理了将激光抛光与其他抛光技术进行有效复合的方法与观点。 按照不同的材料,归纳了激光抛光技术的作用机理,并阐述了激光抛光技术的优缺点,最后对激光抛光技术的未来发展进行展望。 对于目前激光抛光研究中尚未解决的问题以及未来不同材料的激光抛光技术的研究方向具有指导意义。

从微弧氧化技术的基本原理、功能陶瓷涂层设计制备与使役性能角度综述了最新的研究进展：介绍了微弧氧化涂层的生长过程与形成机理；讨论了关键工艺参数（电解液组成、电参数）及金属基体成分对涂层生长及膜基结合强度的影响；基于抗磨减摩、耐腐蚀、热防护、热控、介电绝缘、催化、生物等特殊功能化需求，探讨了涂层成分/结构设计，以及如何控制工艺/组成/结构获取高性能功能化涂层。最后，指出了微弧氧化技术面临的挑战，并从基础理论、涂层工艺和工程应用等方面展望了其未来的发展方向。

金属材料抗反射表面在太阳能电池、光电子产品和军事隐身等领域具有广泛应用,制备微结构的金属抗反射表面具有极大地挑战性,通常这种结构是通过相当复杂和耗时的技术制备。 超快激光微加工技术刻蚀的微纳抗反射结构具有可控、稳定、环保且单步制备等特点,已成为近年来的研究热点。 梳理抗反射表面的理论模型及影响因素,概述国内外超快激光刻蚀抗反射表面的结构类型,提出未来超快激光制备金属微纳结构可能在太阳能电池的开发和利用、军事隐身及环保产品的应用等领域得到应用。 最后,总结超快激光刻蚀制备抗反射微纳结构表面存在的问题,并对超快激光加工微纳结构抗反射多功能表面的应用前景进行展望。 结果表明:超快激光在金属表面织构能够制备纳米、微米和微纳混合多种类型的微纳结构,实现了金属表面多种波段的超宽波谱的低反射率。 随着波长的增加,具有微纳米结构的金属表面的反射率比具有相对光滑结构的金属表面的反射率增加得更慢。 对超快激光制备金属抗反射表面在各领域的应用研究有一定的理论依据与参考意义。

防护材料对提升装备的可靠性与耐久性有着重要的意义,聚脲弹性体是近年来快速发展的一种新型多功能防护材料, 在防爆抗冲击、防腐防水、汽车涂料等多个领域表现出了优异的防护效果,因其独特的吸能机理,成为实现高效轻质化防护的重要材料之一。 首次系统地对聚脲弹性体的合成及结构、发展历程、防护应用等方面进行综述,对其微相分离结构、力学特性、抗冲击防爆机理与效果进行重点讨论。 研究表明:聚脲弹性体对减弱爆炸冲击波及弹体侵彻载荷有着积极的作用;聚脲弹性体各项优异的理化性能源于其复杂的内部结构,微相分离和氢键化是其重要的内部结构特征。 总结了聚脲弹性体研究存在的问题,并对其发展前景进行展望,可为聚脲弹性体的研究和新型防护结构的设计提供参考。

硅基非氧化物陶瓷材料因其质量轻、强度高、韧性大等优点和其上的环境障涂层,广泛用于民用或军用飞机发动机的热端部件,但目前所用的传统环境障涂层保护效果并不理想。 因此对新发展的稀土硅酸盐环境障涂层进行深入研究,以使其能广泛用于高推重比发动机上具有重要意义。 稀土硅酸盐环境障涂层相较于传统环境障涂层,具有更好的隔热性、与基体更匹配的热膨胀系数(二硅酸镱)及优异的抗腐蚀性能,如稀土硅酸镱盐具有良好的抗水氧和抗熔盐腐蚀性能,这些性能能够有效提高硅基陶瓷及涂层在发动机恶劣环境下的使用寿命,目前已成为飞机的首选防护涂层材料,从而成为环境障涂层材料领域研究的热点。 从稀土硅酸盐环境涂层的主要应用研究背景、发展历程、制备方法、涂层性能、失效机理等方面系统阐述其各种特点,提出目前稀土硅酸盐环境障涂层易失效的多种原因,以及工艺制备和性能模拟测试方面的不足之处,为未来的涂层改进和研究发展指明了方向。

固体薄膜技术可以用于显著提高材料的摩擦学性能，表面图形化技术则通过在部件表面制备预先设计的图形来改善摩擦副的接触和润滑行为。近年来，人们尝试将表面图形化技术和固体薄膜技术相结合，出现了一类称之为图形化薄膜的技术。研究表明：在很多情况下，与单纯的完整薄膜或图形化表面相比，图形化薄膜能够同时发挥薄膜的强化作用和图形化改变摩擦界面行为的作用，在改善和提高摩擦学性能方面具有综合优势。文中总结了图形化薄膜技术方面的研究工作；介绍了图形化薄膜的制备技术、分类、摩擦学性能以及应用；分析讨论了图形化薄膜的作用机理；并展望了图形化薄膜的发展前景。

作为新兴合金材料,多主元高熵合金打破了传统合金中主要组成元素为一种或两种的合金设计理念,由至少五种主要元素构成,从而获得的高熵效应使其在性能上往往比传统合金具有更大的优势,如高硬度、高强度、抗高温氧化、耐腐蚀等。 近年来,高熵合金薄膜的性能及制备技术同样备受学术界和工业界的关注。 磁控溅射薄膜制备技术具有成膜温度低、膜层致密、结合力好等优点,已逐渐应用于高熵合金薄膜的制备及性能研究,具有非常大的工程应用前景。 介绍直流、射频、离子束及脉冲磁控溅射的特点及其在高熵合金薄膜中的应用,重点分析不同磁控溅射技术下制备的高熵合金薄膜的相结构特点和规律,并系统地阐述薄膜优异的各种性能,最后展望磁控溅射技术制备高熵合金薄膜发展的方向。

液晶显示屏表面的眩光现象对使用者的视力健康有极大的隐患，而防眩光结构是消除屏幕眩光的主要手段。按照宏观的结构特征进行分类，列举介绍了4种防眩光结构：广泛应用的防眩光结构包括表面粗化结构和纳米光学颗粒散布结构，常用于减反射领域的光干涉多层膜复合结构和三维微纳结构。并对这4种结构的原理、国内外研究现状和未来发展趋势都进行了详尽的描述。分析表明：直接在屏幕玻璃上成型防眩光结构的方法、新屏幕材料防眩光结构的加工方法以及对各种结构实现防眩光原理的探究，将是未来的研究重点。

高熵合金被视为是近年来合金化理论的一次创新,打破了传统合金以一种或两种金属元素为主元的设计理念,将合金设计体系扩展到以五种及以上元素为主元的领域,由于能够组成高熵合金的元素种类繁多且含量可调,所以具有巨大的开发潜力。 激光熔覆技术作为一种先进的新型材料表面改性技术与装备维修技术,与高熵合金结合,可为该合金材料的应用开辟出新的空间。 通过对现有研究梳理,归纳总结激光熔覆高熵合金涂层的耐腐蚀性能、硬度与摩擦磨损性能以及抗高温氧化性能的性能强化机理;概括分析常见高熵合金的组成元素及其含量变化,对激光熔覆技术制备合金涂层组织结构和性能的影响,为高熵合金涂层组元的选取提供借鉴参考。 最后指出激光熔覆高熵合金涂层在当前研究中的不足与仍需深入研究的问题,展望了高熵合金的应用前景与未来的研究方向。 系统梳理 Al、Ti、Nb、Mo、Ni、Si、B、C 等合金化元素对激光熔覆技术制备高熵合金涂层组织结构和性能的影响规律和作用效果,为激光熔覆高熵合金涂层的合金分成设计提供理论指导。

智能再制造作为再制造产业的创新发展方向，在先进再制造技术广泛应用的基础上，随着自动化技术、深度学习技术、大数据技术、网络技术和半导体技术的发展而逐渐成熟。文中基于新一代人工智能基础理论体系，以我国再制造发展过程的自动化产业升级为原点，从再制造产业体系及行业关键技术体系相结合的角度，系统阐述发展智能再制造的必要性、必然性和紧迫性，梳理了智能再制造的实现方式、技术体系以及发展目标，总结了智能再制造的总体框架和技术路线，提出了目前智能再制造发展所需解决的关键问题，并对智能再制造体系的建立及未来总体技术发展提出了展望。

金刚石 / 铜复合材料兼具低密度、高导热率数和可调热膨胀系数等优点，近年来成为新一代热管理材料的研究重点。 通过理论、试验及模拟三个方向对金刚石 / 铜复合材料进行综述。回顾金刚石 / 铜复合材料的发展历程，总结金刚石 / 铜复合材料重要的颗粒混合理论模型及“三明治”复合结构经验公式，研究影响热导率和热膨胀系数等两大热学性能指标的重要因素，简述有限元模拟在金刚石 / 铜复合材料中的相关应用。其中，重点分析界面改性(活性改性元素种类和改性层厚度)对金刚石 / 铜复合材料导热性的影响。结果表明，通过界面改性、增加接触面积以及在较高温度和压力机制驱动下制备的金刚石 / 铜复合材料具有优异的热物理性能。最后由所得结论提出双峰金刚石、渗碳、大尺寸金刚石自支撑膜表面织构化等方法， 可用来提升金刚石 / 铜复合材料界面结合强度和散热性能。

埋弧堆焊是冶金行业轧辊修复的重要方法,目前多是对轧辊埋弧堆焊过程中温度场或应力场的单一场进行研究,而埋弧堆焊流场的研究极少。 堆焊中的电磁力、温度梯度与熔池内流动密切相关,基于热-弹-塑性理论和流体动力学计算方法 (CFD),建立轧辊堆焊过程热-弹-塑-流多场耦合模型,获取堆焊过程温度场、应力场和流场的演变规律,分析表面张力、电磁力、浮力对堆焊熔池流动状态及形貌的影响规律,同时对堆焊工艺进行材料学表征分析。 研究成果对预测埋弧堆焊过程多物理场的变化规律、熔池流场演变机理和有效预防堆焊开裂具有一定的实践意义。

类金刚石碳薄膜具有良好的润滑性能,摩擦界面的磨屑或摩擦层结构影响其摩擦行为。 掺杂的类金刚石碳薄膜是一个重要类别,其特征在于在非晶碳结构中结合不同的元素,改善其力学、摩擦学、电化学等性能。 报告了不同非金属及金属元素的掺杂对类金刚石碳薄膜性能的影响,讨论了摩擦学性能随其化学组成和微观结构的变化,尽可能获得其间的一般趋势或相关性,并对元素掺杂类金刚石薄膜的发展进行了展望。

织构化可使零件或设备表面实现降低磨损、改变润湿性并提高抗反射性的效果，在医疗、机械、航空和海洋等领域展现出强大活力。为提升织构效果，表面织构技术引入仿生设计，通过在材料表面加工出类似生物表层的微 / 纳结构以达到特种表面需求。超快激光织构化是目前较为先进且重要的一种织构加工技术，针对超快激光制备仿生织构表面进行系统总结十分必要。对激光加工原理，以及制备耐磨性、润湿性、抗反射性三类特种表面的研究现状进行综述，简述三类织构表面的作用原理、仿生设计与优化。结果表明，超快激光可在材料表面制备出低热源损伤、高表面性能的精细仿生织构，通过仿生自然界中的生物表面结构，织构表面能够实现降低表面摩擦因数，获得超亲 / 疏水表面以及优异的抗反射性能。但超快激光无法准确烧蚀出所需织构尺寸结构，需要对激光加工进一步研究，将设计与加工紧密联系，构建超快激光织构化体系，实现未来超快激光织构化生产应用。

作为改善摩擦表面界面性能的有效途经,表面织构现已成为摩擦学领域和表面工程领域的研究热点之一,但是表面织构的机理研究以及织构优化设计体系尚未完善。 首先从表面织构的承载机理和抗磨机理研究出发,揭示了织构表面润滑改善原因。 其次从表面织构的形状优化、分布优化和目标优化算法三个方面总结了表面织构的优化设计体系,综述了表面织构优化设计的研究进展。 最后介绍了表面织构在工业应用的研究现状。 表面织构的性能受结构参数及分布参数影响较大,而多参数协同优化设计为解决该问题的有效方法。 随着不断深入地对承载机理和抗磨机理、优化体系中关键技术以及不同领域应用的研究,以“机理-优化-应用”为思路的表面织构理论与设计体系有望形成。

金属有机框架材料是由金属离子和有机配体自组装而成的多孔配位聚合物，具有大比表面积、结构功能可调、高孔隙率、高表面活性等优势，金属有机框架材料在金属防腐领域表现出巨大的应用潜力，然而还少有相关的研究综述，有必要对目前金属有机框架材料在金属表面防腐涂层领域的研究成果进行综述。系统总结近年来该领域的相关研究成果，以金属有机框架材料的自身特性和防腐机理为出发点，分类概述金属有机框架材料功能性填料在防腐涂层中的应用以及防腐转化膜材料的最新研究。相关研究结果表明：金属有机框架材料作防腐涂层的功能性填料或防腐转化膜能极大增强对金属的防腐保护， 金属有机框架材料功能性填料可改善涂层的致密度与相容性，作为理想容器负载活性剂实现了涂层的自修复、腐蚀自预警等功能性；另外，直接在金属表面制备金属有机框架材料防腐转化膜实现了涂层的主动防护（物理阻隔效应）和被动防护（响应释放缓蚀剂），将金属有机框架材料应用在防腐涂层中增强了对金属的防护性能，延长了金属基体的使用寿命。讨论了金属有机框架材料在应用过程中存在的问题并提出可行的解决途径，对金属有机框架材料在金属防腐涂层领域的应用前景和发展方向进行展望。

作为最轻的金属结构材料之一的镁合金，其较差的耐磨蚀性和低硬度限制了在工业中更为广阔的应用。激光熔覆涂层因具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好等优点，可显著提高镁合金表面硬度和耐磨蚀性，获得密切关注，然而此方面缺乏系统的综述研究。以镁合金涂层材料的设计原则为出发点，首次从二元合金涂层、复合性增强涂层、非晶态合金涂层、 高熵合金涂层、功能梯度涂层以及医用材料涂层 6 个方面，综述镁合金表面激光熔覆涂层材料设计体系，并分析每种涂层材料体系的性能特点。对镁合金在激光熔覆领域应用亟待解决的问题及未来发展方向进行展望，提出未来应结合超声振动技术、 电磁搅拌技术、高频微锻造技术和等离子喷涂技术等辅助技术，协同高通量材料计算模拟，开发用于镁合金激光熔覆的新型高性能合金，为镁合金表面激光熔覆的涂层设计提供参考。

激光熔覆通过激光加热使熔覆材料与基体形成冶金结合的高质量熔覆层,是一种有效的表面改性技术。 铝合金因其硬度低、耐磨性差导致其无法满足对表面性能要求较高的领域,限制了其更广阔的发展。 激光熔覆对铝合金表面改性有着很好的研究和应用价值,已获得国内外学者的密切关注。 目前,铝合金激光熔覆技术研究呈上升趋势,然而缺乏系统的综述介绍。 以熔覆层材料体系为核心,按照金属基合金、陶瓷增强复合材料和一些新兴材料进行分类,综述了铝合金激光熔覆的背景、工艺以及组织性能,并对铝合金表面激光熔覆发展前景进行了展望。

超疏水材料是一种具有防水、自清洁等功能的仿生材料，具有广阔的应用价值，但表面容易受到环境和机械作用影响而破坏，导致超疏水性能失效。针对此类实际问题，以改性环氧树脂和疏水型纳米氧化铝颗粒为原料，采用分层制备的方式，利用空气喷涂法制备出一种具有良好耐久性的超疏水纳米复合涂层，其接触角可以达到157.57°，滚动角达到2°。在机械耐久性方面，经历30次砂纸摩擦或者45次胶带黏附后，该涂层仍能保持超疏水性能，且与其它商业涂层相比具有更好的机械耐磨性。在化学耐久性方面，该涂层在酸碱溶液中浸泡100 min后仍具有良好的超疏水性能。综上，使用该体系制备的超疏水材料具有良好的耐久性能。

热喷涂是装备表面工程领域的一项重要涂层制备方法,在表面功能性涂层加工、废旧零部件修复再制造已取得了持续的发展,而且在金属和陶瓷等材料的近净成形或增材制造领域也表现出良好的发展潜力。 综述了热喷涂在航空发动机与起落架表面防护方面的应用,其中主要采用等离子喷涂技术喷涂陶瓷涂层及新型氮化硼涂层,以显著改进涂层抗氧化性,延长涂层寿命。 另一方面,从装备隐身、舰艇防腐与防滑涂层、直升机沙尘防护、零件直接增材制造等角度剖析国内外典型武器装备领域的研究应用现状,如武器装备的电磁波屏蔽涂层克服多频谱问题,“海军先进非晶涂层”克服甲板的抗磨损、抗腐蚀问题;从技术层面分析影响热喷涂发展的关键问题,亟需突破涂层残余应力、界面结合强度、组织结构缺陷等薄弱环节。 最后在武器装备增材制造和再制造领域对该技术的应用前景进行了展望。 主要总结热喷涂技术在典型武器装备的应用现状,分析影响热喷涂发展的关键技术问题,填补了军用热喷涂行业的综述空白。

MAX 相薄膜材料是材料研究的热点之一。 综述了 MAX 相薄膜的制备技术,介绍了典型的促进 MAX 相薄膜低温成相的方法,分析讨论了低温沉积 MAX 相薄膜的影响因素和生长机理,指出 MAX 相薄膜的制备难点主要是在降低温度和减少杂质相的生成。 统计并对比分析了文献中 MAX 相薄膜材料的几项主要使用性能的数据,包括导电性、耐腐蚀性能、硬度和模量,指出 MAX 相薄膜材料的耐腐蚀性能数据还不够充分和系统,甚至存在一定的不一致性,对其耐腐蚀性能的行为和机理需要更多的研究。

等离子喷涂技术可以对陶瓷涂层的微观结构进行调控设计，因此在制备固体氧化物燃料电池方面具有独特的优势。基于等离子喷涂方法，可以直接制备或经过后处理获得致密的电解质涂层。采用等离子喷涂技术也可以制备高性能的多孔阳极和阴极，并可对钙钛矿结构阴极材料的成分和晶体结构进行调控。文中介绍了目前国内外采用涂层制备电池的方法，主要探讨了热喷涂方法制备电解质涂层的特点，对存在的问题和可行思路进行了讨论，并探讨了基于提高三相反应界面长度来制备高性能电极的方法。由于固体氧化物燃料全电池各功能层都有可能通过热喷涂方法制备，因此该方法在固体氧化物燃料电池结构设计具有巨大的潜力。

利用胶体二氧化硅在胺的辅助下对硅片进行抛光是微电子工业中的一种典型制造工艺,其动力学过程仍然不清楚。 研究了在硅抛光中加入不同浓度乙二胺( EDA)对抛光速率的影响,结果表明 EDA 浓度提高时,硅的抛光速率逐渐增大,并且在质量分数 5%时增加 74. 5%。 为了揭示其中的作用机理,对 EDA 和 Si 在水中的电离性质作了分析,对硅片表面在 EDA 碱性溶液中的接触角以及 Si 经过 EDA 溶液浸泡后的表面作了 X 射线光电子能谱(XPS)测试,进一步采用基于反应力场的分子动力学模拟了动态反应过程。 分析表明 EDA 和硅片表面不仅有强烈的库仑吸附作用,且 Si 和 EDA 通过 Si-N 进一步形成化学键,其中 EDA 中的 N 原子与硅表面原子能形成两种结构,使附近的 Si-Si 和 Si-O 键极化。 基于这些测试,最终解释了硅在含有 EDA 碱性抛光液中的抛光动力学过程,此作用机制可为硅衬底加工的抛光液研制提供一定的技术指导。

高能脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)是一种新型的磁控溅射技术，以峰值功率密度高，金属离化率高为特点，与传统直流磁控溅射(DCMS)相比，表现出其独有的优势。晶态薄膜的制备以往通常采用高温沉积或者后续的热处理技术，不仅工艺复杂，而且容易造成能源损失。高度离化的脉冲等离子体使 HiPIMS 技术成功应用于晶态薄膜的沉积，极大地降低制备温度，简化制备工艺，扩展了基底材料的选择范围，提升了薄膜的应用空间。然而，针对 HiPIMS 低温制备晶态薄膜的系统研究较为缺乏，因此亟需对现有的研究结果进行整理、归纳、总结，对其进一步研究提供理论参考。基于晶态薄膜的低温制备， 在详细介绍以 Al₂O₃、VO₂、TiO₂为代表的晶态薄膜的 HiPIMS 低温沉积工艺及其结构性能的基础上，探讨薄膜低温结晶的机理，展望 HiPIMS 未来的研究方向和应用前景。

针对碳钢腐蚀电位相对更负、更容易发生腐蚀的特点,在 Q235 钢表面制备超疏水 TiO₂ / PDMS 涂层以提高其耐蚀性能。 采用表面活性剂分散纳米 TiO₂ 并进行改性,然后与 PDMS 混合,用溶胶凝胶法在 Q235 钢表面制备有聚二甲基硅氧烷 (PDMS)过渡层的 TiO₂ / PDMS 超疏水涂层。 借助扫描电镜(SEM)、接触角测量仪、红外光谱(FT-IR)及 X 射线衍射仪(XRD) 表征其表面涂层的表面形貌、化学成分及疏水性能,用电化学试验和浸泡试验测试其防腐性。 结果表明:TiO₂ / PDMS 涂层表面具有独特的微纳结构,与水的接触角达到 154. 3°;其腐蚀电位由碳钢的-0. 77 mV 正移至超疏水涂层的-0. 24 mV,腐蚀电流密度则下降两个数量级,即从 5. 02×10^-6 A·cm^-2下降至 3. 95×10^-8 A·cm^-2 ;超疏水涂层的交流阻抗值高于碳钢基底 3 个数量级。 经过 7 d 的 3. 5wt. %NaCl 溶液浸泡,超疏水涂层并未发生失重。 制备的 TiO₂ / PDMS 超疏水涂层具有超疏水效果和良好的长期耐腐蚀性。

多孔储液材料因其优异的自润滑性能备受关注,特别是其孔隙结构参数与性能间对应关系的研究一直是学术界和工业界亟待解决的问题。 针对该类多孔储液材料,从来源、制备方法以及摩擦学特性等方面对其发展脉络及面临的问题进行梳理和分析,认为在仿生关节软骨制备适合工业应用的摩擦副方面,如何提取关键仿生特征参数是关键。 目前在进行服役可靠性、工况适应性分析时,多用孔隙率来表征多孔结构特征,在明晰孔隙形态参数(孔径,分布,贯通型等)与力学-物理性能、润滑状态之间的映射关系方面存在明显的不足,导致从优化孔隙形态参数入手实现多孔储液材料力学-物理性能与摩擦学性能的统一方面仍具挑战性。 3D 打印技术的快速发展有望解决当前多孔材料成形过程中孔隙形态参数不可精确控制的问题,并为其自润滑理论的发展提供有效试验手段。

选区激光熔化（SLM）作为现代工业构件制造的一种主流技术，广泛应用于汽车、航空航天及医学等领域，对 SLM 工艺的监测及闭环控制方式进行系统梳理变得极为重要。针对 SLM 技术原理及熔池变化，从 SLM 成形过程中的熔池温度和形貌特征综述选区激光熔化监测技术发展进程及不足，分析闭环反馈技术的研究现状。研究表明：SLM 加工过程中熔池的变化状态是影响成形件质量的重要因素，通过光信号、声信号或多信号传感器可对熔池状态进行有效监测，而闭环控制需要算法分析、机器学习及传感器的协同配合才能实现实时反馈及控制。根据当前监测技术的实时性较差及系统反馈控制不够完善等问题，提出未来智能监测技术与实时闭环控制等发展方向，可为未来 SLM 成形高质量零件提供参考借鉴。

金属植入体材料已广泛用于各种硬组织相关疾病的治疗,但金属植入体表面的骨整合和抗菌能力不足,往往导致临床植入手术失败。 表面改性能够在保持金属材料优异力学性能的同时,针对性地改善其表面特性,目前广泛用于解决金属植入体存在的骨整合能力差和缺乏抗菌性能等问题。 在众多表面改性技术中,等离子喷涂因性价比高、工艺成熟、原料可选择范围广及可大规模生产等优点,目前已在人工关节和牙种植体表面改性方面获得商业化应用。 从提高植入体成骨活性、抗感染能力及骨免疫调节能力等方面介绍等离子喷涂技术的优势及其在金属植入体表面改性方面的研究进展,阐述等离子喷涂技术在优化骨科植入体表面化学性质方面的优势,并重点讨论等离子喷涂技术在制备和调控植入体表面纳米结构方面的潜在应用价值,为植入体表面设计提供借鉴。 还结合课题组前期在等离子喷涂技术领域的相关工作,提出关于等离子喷涂技术在骨植入体表面改性方面的新思路。

为评价航空发动机气路密封中封严涂层材料在极端工况下的可磨耗性能，自主研制了一套模拟涂层与转子部件之间摩擦磨损行为的高温超高速可磨耗试验装置。采用大功率交流电机经由增速设备驱动主轴和试验轮盘-叶片结构高速稳定运转；采用高精密XY双向进给平台带动涂层试样进行径向和轴向进给，实现与高速旋转叶片的碰磨；通过超音速火焰加热涂层试样模拟其高温工况；高速碰磨产生的碰磨力、冲击加速度、摩擦热分别通过三向测力仪、加速度传感器、红外测温仪进行测量，并由高速数据采集系统进行高频采集、存储和分析。试验装置可实现叶尖线速度20~450 m/s、径向和轴向进给速率2~2 000 μm/s、最高加热温度1 200 ℃的磨耗试验，试验过程稳定、结果可靠。

关节软骨表面刷状的水溶性生物大分子赋予了人体关节优异的润滑性能。受此启发，表面接枝仿生聚合物刷被广泛研究，已经成为改善材料表界面润滑性能的有效手段。然而，目前依旧缺乏关于仿生聚合物刷提高润滑性能研究进展的综述研究。先介绍物理吸附和化学键合两种接枝仿生聚合物刷的表面修饰方法，并比较它们在改善表界面润滑性能方面的优缺点。 然后详细论述三种带有不同电荷的仿生聚合物刷(中性聚合物刷、聚阴 / 阳离子刷和聚两性离子刷)的结构及其对润滑性能的调控作用，探讨其摩擦界面的润滑机制，并总结在构建高润滑性能表界面方面的最新研究进展。最后展望仿生聚合物刷在生物界面润滑领域的未来发展趋势。相关讨论可以为开发具有优异润滑性能的新型仿生材料提供参考。

利用磁场辅助制备的合金综合性能优异，广泛应用在工业生产、交通运输、航空航天等领域。不同磁场参数环境下合金硬度、耐磨性等服役性能有所差异，作用机理复杂多变。对新工艺驱动下不同磁场对金属凝固过程的作用规律进行总结， 弥补目前磁场辅助金属表面加工方法的研究短板，对金属表面工程发展有重大意义。归纳科研人员在不同磁场环境对金属表面加工的研究探索，分析对比金属材料在不同类型磁场环境下的晶核形核和生长过程差异，总结金属凝固过程在不同磁场下的变化规律，如晶界形貌改善、形核率提高、晶粒细化等。从晶粒微观形貌和合金宏观性能表现两方面出发，分析磁场作用下熔体内部传热传质变化，揭示稳恒磁场、脉冲磁场和交变磁场对金属凝固影响的作用机理，讨论不同参数的磁场对熔体作用效果差异，如磁场对熔池内部流动扰动、熔体内带电粒子受到的洛伦兹力等。综上，晶粒细化、合金性能提高是磁场作用下熔池传热传质变化和磁场作用力的综合体现。综合研究对比稳恒磁场、脉冲磁场和交变磁场对金属凝固的作用特点和作用机理，综述金属凝固领域当前热点问题，有助于统一磁场环境下金属凝固机理的争论，填补磁场环境下金属表面加工工艺的空白，对推进高性能金属表面制备研究有借鉴意义。

针对盐酸-硫酸体系，通过耦合外加磁场对铝箔进行直流电化学腐蚀，系统研究磁致涡流效应（MagnetoHydrodynamics， MHD效应）对铝箔电化学行为、界面行为以及质量传递的影响。采用X射线衍射（XRD）、低温氮气吸附、扫描电镜（SEM）等手段对腐蚀箔样品进行表征。同时，通过计时电位法、极化曲线、循环伏安法、电化学阻抗法研究MHD效应对铝箔电化学性能的影响。结果表明，MHD效应能够抑制氧化膜的生长，增加铝箔表面Cl^-的吸附量，减小扩散层厚度，强化Cl^-/Al³⁺向孔内/孔外的传质，减小电解液中离子传递阻力。通过引入磁场，明显提高了腐蚀箔的蚀孔密度、平均孔径以及平均蚀孔深度的均一性，继而增大了阳极电子铝箔的比电容。

利用激光辐射效应在铝合金表面构建仿生微织构,通过自组装工艺在微织构表面实现氟硅烷改性处理,制备得到特殊浸润性表面。 利用扫描电镜、三维形貌仪、接触角测量仪对试样微观形貌和浸润性进行表征。 测试与分析结果表明,仿生微织构和氟硅烷修饰对构建特殊浸润性表面起到重要作用;微织构的形貌差异、加工矩阵间距的变化均会影响试样表面对水接触角。 通过数学模型的计算进一步证实,仿生微织构表面具有的超疏水浸润状态符合 Cassie 模型预测。

为提高摩擦副之间的摩擦学性能,润滑油添加剂、低摩擦表面以及表面微织构等作为改善表面摩擦学性能的手段已得到国内外研究工作者的广泛关注并取得了一定的成果,而表面微织构复合固体润滑材料技术作为一种集成了已有各种减摩手段优点的复合技术开始被研究。 文中综述了表面微织构与固体润滑材料复合的物理和化学方法;评述了表面微织构几何形状、参数和固体润滑材料种类对复合表面摩擦学性能的影响;分析了表面微织构复合固体润滑材料的减摩机制;最后指出了该复合技术目前尚待解决的问题,并对该技术下一步的发展方向和实际应用进行了展望。

针对超双疏涂层在建筑室内、外功能性家装领域的应用问题，采用溶胶-凝胶法，以正硅酸乙酯（TEOS）和甲基三甲氧基硅烷（MTMS）为共前驱体，结合1H，1H，2H，2H-全氟辛基三甲氧基硅烷（PFTMS）改性制备了PFTMS-SiO₂有机-无机杂化超双疏涂覆液。当改性剂与正硅酸乙酯摩尔比达到0.3时，该涂覆液在玻璃、瓷砖、石材、水泥板表面形成的涂层均呈现超双疏特性，最高水接触角157.4°，正十六烷接触角142.6°，涂层附着力达到1级，耐洗刷试验1600次后仍保持良好超双疏性能。XPS结果表明，经过改性处理后的SiO₂链段上含氟基团相对含量达到了69.53%，在玻璃表面形成的超双疏涂层含氟基团相对含量为33.75%，涂层表面的平均粗糙度达到937 nm，说明了含氟基团的成功引入及表面凹凸不平的微观形貌共同构成了涂层表面的超疏性能。

长期处于户外的输电杆塔容易遭受锈蚀而受损，传统的涂料涂覆处理无法起到同时除锈和防腐的作用，因此亟须探索一种适合输电杆塔的绿色磷化处理工艺。基于电化学与响应面分析法，以磷酸与氧化锌为基础磷化液，研究植酸、复合钝化剂 BM₁、硝酸锰三种促进剂的浓度对锌系磷化膜成膜质量的影响，以硫酸铜点滴时间评判其耐蚀性。采用扫描电子显微镜观察添加不同促进剂的磷化液所形成磷化膜的表面形貌。通过响应面分析法对磷化液的成膜耐腐蚀效果进行优化，得到硫酸铜点滴时间的二次响应方程。各因素影响次序为硝酸锌＞复合钝化剂(BM₁)＞植酸＞硝酸锰，通过优化获得硫酸铜点滴时间为 101 s 的磷化液配方，即氧化锌 15 g / L、磷酸 100 g / L、复合钝化剂 BM₁ 1.7 g / L、植酸 11.7 mL / L、硝酸锌 52.4 g / L、硝酸锰 5.9 g / L、OP-10 乳化剂适量。通过响应面优化参数得到的磷化液配方在具有除锈功能的同时能有效提高 Q235 低碳钢的耐腐蚀性能，可为磷化液新配方的性能预测和浓度优化提供方法与理论指导。

为探究Cr元素对高熵合金涂层组织结构和性能的影响，在45钢基体上用激光熔覆方法制备了FeCoCrxNiB高熵合金涂层，采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度和耐磨测试等方法研究了Cr含量对FeCoCrxNiB激光熔覆高熵合金涂层组织结构、硬度和耐磨性能的影响。结果表明：熔覆态高熵合金的组织均由先共晶M2B相和共晶组织（面心立方结构相（FCC）+M2B相）组成。随着Cr含量的增加，共晶组织含量增多，M2B相减少，先共晶硼化物形态呈现不规则颗粒状到树枝状再到条块状的变化，共晶组织形貌由蜂窝状向片层状转变。涂层平均硬度随着Cr含量增加逐渐降低，FeCoCr0.5NiB涂层平均硬度最高为860 HV0.2。涂层的耐磨性能与硬度呈正相关关系，即FeCoCr0.5NiB涂层耐磨性最高，FeCoCr3NiB涂层耐磨性最低。

橡胶具有良好的压缩性和回弹性及良好的气密性、耐溶剂性等性能,是航空航天、石油化工、汽车工业等领域必不可少的密封材料。 然而,实际服役中其因摩擦因数极高(≥1)而易磨损失效,进而引发密封介质泄漏,严重影响设备安全性及服役寿命。 类金刚石碳基薄膜由于其高硬度、化学惰性、低摩擦磨损特性等被认为是最有前景的橡胶表面耐磨改性涂层。 一方面,通过调整薄膜沉积参数可以控制薄膜灵活度和沉积温度,足够的灵活度要求薄膜能够适应橡胶软基底形变而不会发生崩落,而低的沉积温度可以避免降解或破坏橡胶基底;另一方面,碳基薄膜的化学成分(主要包括碳和氢)与橡胶展现出极好的相容性,可以确保其良好的结合强度。 综述了近 20 年来橡胶表面碳基薄膜耐磨改性研究的重要结果和最新进展,总结了目前研究中尚未解决的问题及未来的研究方向。

为了获得 1. 3 GHz 功率耦合器的镀铜膜,研究不同电流密度和沉积时间对镀铜膜剩余电阻率(RRR)的影响。 电流密度分别为 1、1. 5 和 2 A/ dm² ,沉积时间为 1~ 6 h,讨论了铜膜 RRR 值、微观形貌、表面粗糙度和织构随镀层厚度的变化。 结果表明,随着电流密度减小和沉积时间延长,表面粗糙度变大,铜膜 RRR 值增大。 在电流密度为 1 和 1. 5 A/ dm² 下沉积的铜膜,随着沉积时间的增加,晶胞结节变大,(111)晶面的织构系数增加,铜膜 RRR 值变大。 在电流密度为 2 A/ dm² 下沉积的铜膜中含有孔洞缺陷,导致铜膜的 RRR 值显著下降。 硬 X 射线自由电子激光装置的 1. 3 GHz 功率耦合器的铜膜采用电流密度为 1 A/ dm² ,沉积时间为 4 h 的镀铜工艺,其铜膜 RRR 值、铜膜与基体结合力、高低温适应性以及微波功率均满足实际工程应用。