铜及其合金因具有优异的导电性、导热性与延展性，被广泛应用于各个领域(船舶、电力等)中，但在特殊环境(低温、高盐等)下铜合金会产生腐蚀、结霜、污垢附着等现象，其服役寿命和应用范围降低。而在铜及其合金表面进行超疏水改性，可以有效改善其表面能、成分及微观形貌，提高铜基金属的服役性能。简要概述了超疏水表面润湿性基本理论，介绍了近年来铜合金超疏水表面的制备方法，如刻蚀法、电沉积法、氧化法等，并对其优势及局限性进行详述；然后，综述了铜合金超疏水表面在防垢、防腐、油水分离及自清洁等应用领域的研究现状，并对铜合金超疏水表面未来发展所面临的挑战和方向进行了展望。实现铜合金超疏水表面高耐久、多功能化及制备技术的革新，对推动铜合金超疏水表面的发展和应用具有重要意义。

铝集流体凭借其高电子导电性、优异化学稳定性、低密度和低成本等优势，成为锂离子电池正极最常用的集流体。然而，在高电压下，铝集流体的腐蚀问题严重限制了锂离子电池能量密度的提升和整体性能的优化。本文对锂离子电池中铝集流体的腐蚀机理进行了详细阐述，综述了近十年来的抑制策略，重点剖析了电解质优化在延缓铝集流体腐蚀过程中的关键作用与研究进展，并对未来的研究方向进行了展望，旨在为提升锂离子电池的性能提供理论支持和技术参考。

针对海上风电恶劣环境导致的腐蚀风险，综述了海上风电基础、塔筒、机舱及内部设备的腐蚀机理、腐蚀案例、防腐技术和腐蚀监测；分析了海洋环境最常见、危害最大的腐蚀类型、腐蚀机理、影响因素、腐蚀案例、防腐技术，以及海上风电结构腐蚀监测与预测，包括钢桩基础远程监检测、浪花飞溅区腐蚀监检测、海上发电机结构及轴承电化学腐蚀监测、关键装备的腐蚀监测与预警管理系统；综述了构建腐蚀监测系统，及时感知环境腐蚀因子和设备腐蚀状态，实时检测局部腐蚀，评价阴极保护效果和钢桩使用寿命，预测模型及维护策略的发展状况。得出:应构建海上风电防腐技术与监测、预测技术相结合的创新框架，推动海上风电防腐技术从“被动修复”向“主动防护”的转变。后续创新研究:改进关键部位腐蚀控制技术、完善腐蚀数据库和腐蚀监测网络及智能诊断系统、全寿命周期腐蚀管理策略。

高温可磨耗涂层技术属于航空发动机的关键制造技术，可磨耗涂层的高温可刮削性能是衡量涂层性能优劣的关键指标之一。以Sc2O3-Y2O3-ZrO2基可磨耗涂层为对象，采用金相显微镜、SEM、XRD仪、洛氏硬度计和高温可磨耗试验机测试并分析了涂层的金相、物相、孔隙率、厚度、洛氏硬度和1 150℃高温可刮削性能。结果表明:1 150 ℃刮削后，Sc2O3-Y2O3-ZrO2基可磨耗涂层的物相主要为t′-Sc2O3-Y2O3-ZrO2和CaF2；表面洛氏硬度为51.0 HR45Y；叶片高度磨损比值(IDR)平均值为5.98%，可磨耗涂层高温可刮削性能优良。可刮削性能优良的主要原因是可磨耗涂层中的t′-Sc2O3-Y2O3-ZrO2和CaF2在1 150 ℃组织稳定性好，未发生相变，且涂层的洛氏硬度较低，CaF2起到高温自润滑作用，可以降低涂层对叶片材料的磨损；同时对磨叶片为IC10高温合金，其高温稳定性和耐磨性能良好。可磨耗涂层磨痕内凹凸不平且存在裂纹，IC10对磨材料在刮削时转移到涂层的磨痕内；叶片的叶尖有明显的线状磨痕，被叶尖刮削掉的一部分可磨耗涂层残留到叶尖的侧面。

针对传统铬酸盐钝化与磷化技术的环境与健康风险，以430钢为基体，构建了氟锆酸钠-硅烷-纳米Fe2O3三元复合转化膜体系，系统探究硅烷含量及纳米Fe2O3颗粒对膜层结构与性能的影响。通过电化学阻抗谱(EIS)、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等测试方法，分析了膜层的耐蚀性形貌及成分。结果表明:当硅烷含量为3%(质量分数，下同)时，复合膜层通过增强硅烷与基体结合，显著提升耐蚀性，其电荷转移电阻(Rct)达424.1 kΩ·cm2，较单一锆基膜提高了117%；当纳米Fe2O3添加量为0.3%时，颗粒通过磁力定向排列有效填充膜层孔隙，使表面粗糙度(Ra)从46 nm降至24 nm，阻抗值提升至792.8 kΩ·cm2，耐蚀性良好。过量纳米颗粒(>0.3%)因团聚引发膜层表面二次粗糙化，导致膜层防护性能下降。此外，复合膜层通过纳米颗粒与硅烷协同作用，显著改善了与有机涂层的附着力，为开发环境友好型高耐蚀金属表面处理技术提供了理论依据。

为研究氯化钠溶液中苯甲酸钠浓度对Q235钢表面腐蚀行为转变的影响，通过开路电位、动电位极化曲线、电化学阻抗谱和Mott-Schottky曲线测试，研究了不同浓度的苯甲酸钠在3.5%(质量分数，下同)NaCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能及缓蚀机理，对恒电位极化后的样品进行SEM形貌观察，并借助EDS、XPS、Raman分析了腐蚀产物的成分组成。结果表明，随苯甲酸钠浓度的增加，Q235钢表面呈现从活性溶解向钝化的演变过程。当苯甲酸钠缓蚀剂浓度增大时，Q235钢表面可钝化形成一层半导体膜，该膜层随着缓蚀剂浓度的增加逐渐从p型转变为n型。在所有n型半导体膜中，在苯甲酸钠浓度为86.70 mmol/L时所形成的膜层Mott-Schottky曲线斜率最大，表明该膜层的缺陷密度最低，钝化膜最为致密，此时缓蚀效率可达到最高值(93.2%)。产物的物理分析结果表明，该腐蚀行为的转变归因于样品表面产物的物相差异，即产物逐渐从p型半导体占主导的(FeO＋Fe3 O4 ＋Fe2 O3 ＋FeOOH)混合物转变为n型半导体占主导的(Fe3O4＋Fe2O3＋FeOOH)混合物。苯甲酸钠对3.5%NaCl溶液中Q235钢的腐蚀有良好的抑制作用，且随着浓度的增大存在活性-钝化的腐蚀行为演变，以及半导体膜层性质的转变。

电力金具热镀锌防护存在磨损与腐蚀协同失效难题，亟需探明复杂工况下的新防护方法。针对35CrMo基锌镍镀层在不同环境下的摩擦行为及磨损机制展开研究，通过在不同法向载荷(50、80、110 N)、不同环境(干燥、去离子水、盐溶液)下进行往复磨损试验研究其摩擦行为。试验发现:在相同载荷下，干摩擦的摩擦系数最大，盐溶液的最小；磨损量随载荷增加而增大，在去离子水中，载荷对摩擦磨损量的影响较小。在盐溶液中，当载荷为110 N时，腐蚀与磨损的耦合作用最大，磨损量相较于80 N增加了42.31%。SEM和EDS分析显示，干摩擦试验中，发生的摩擦主要为黏着磨损，去离子水中以疲劳磨损为主，盐溶液中则以腐蚀磨损为主。35CrMo基锌镍镀层在盐溶液中，腐蚀与磨损耦合产生的磨损增加量大于盐溶液润滑产生的磨损减少量，且随着载荷的增大，腐蚀作用对磨损的影响程度逐步增强。

针对TC4钛合金硬度低、摩擦系数高及易黏着磨损等问题，采用激光加工制备放射状仿生织构，织构图案基于鱼鳞、蜻蜓复眼和步甲虫斑点设计为鱼鳞形、六边形及椭圆形3种形状，深度分别为200、400、600 μm。在油润滑条件下，通过摩擦实验系统研究了不同参数激光流线形织构对TC4钛合金材料耐磨性的影响，利用扫描电镜对不同样品表面的磨痕形貌进行表征。实验结果表明，200 μm深度时，椭圆形织构摩擦系数最低为0.275 3，降幅达22.4%。利用流体仿真软件对润滑油在三种织构表面的流动特性进行模拟，发现实验中摩擦系数的减小主要是由于润滑油在织构作用下，其流速和流向发生变化，进而导致在织构入口区域形成压力降低区，在出口区域形成压力升高区。这种油膜压力的梯度变化提高了油膜的承载力，同时升压区将润滑油挤出补充接触面，降压区从织构内抽吸润滑油补充欠润滑区域，形成了持续的二次润滑，有效降低了摩擦副的摩擦系数和磨损量，为织构抗磨减摩提供理论依据。

类金刚石(DLC)涂层凭借高硬度与低摩擦系数的特性，被广泛应用于起重机重载耐磨板表面防护。然而，在油、水介质与极端载荷耦合工况下，DLC涂层会面临与基底结合失效和耐磨性能下降等问题，严重制约其工程服役性能。采用渗氮处理技术调控DLC涂层的摩擦学性能，制备了不同处理条件下的渗氮DLC(N-DLC)涂层，并利用球-平面摩擦试验机在干摩擦、水润滑和油润滑三种环境下，测试了10～30 N载荷下的摩擦系数与磨损率变化规律。试验结果表明:渗氮处理显著提升了涂层承载能力。N-DLC涂层在油、水润滑环境下展现优异摩擦学性能，摩擦系数分别降低了28.57%和33.33%，磨损率平均降低了49.38%和40.20%。磨痕形貌分析显示其磨损机制从严重磨粒磨损转变为轻微黏着磨损，主要归因于渗氮处理增强涂层硬度并协同促进润滑膜形成。本研究为复杂工况下起重机耐磨板的长效保护提供了技术支持。

沿海大桥锚固系统钢结构长期承受拉伸载荷，又会受到海洋大气环境的影响，极易发生应力腐蚀开裂。焊接部位应力集中效应显著，且不同连接金属间容易出现电偶腐蚀，导致应力腐蚀问题更加突出。基于一种新型耐候桥梁钢(Q345qDNHY-Ⅰ)，采用电化学和慢应变速率拉伸测试，分别对母材以及埋弧自动焊和气体保护焊2种焊接接头焊缝区域的腐蚀和应力腐蚀行为开展研究。结果表明:埋弧自动焊焊缝区域金属的腐蚀电流密度最小(～5.29 μA/cm2)，电荷转移阻抗最大(83.20 Ω·cm2)，分别比母材高37.69%和120.9%，耐蚀性能相对更好。同时，埋弧自动焊焊缝区域金属的应力腐蚀敏感性也相对较低，延伸率损失和断面收缩率损失均小于10%。气体保护焊焊缝区域的耐蚀性略低于母材，应力腐蚀敏感性也相对较高。虽然母材及不同焊缝区域的性能存在一定差异，但是所有材料的延伸率损失和断面收缩率损失均小于20%，都具有较高的抗应力腐蚀性能。

S32750双相不锈钢在固溶处理时的金相组织变化会降低其在烟气脱硫环境中的耐腐蚀性能。对S32750双相不锈钢进行900～1 050 ℃的固溶处理，通过观察金相组织、电化学测试和观察SEM形貌讨论了不同固溶处理对其金相组织和对应的耐腐蚀性能的影响。结果表明:当固溶处理温度为900 ～950 ℃时，α 相共析分解为富Cr和Mo的σ 相和富Ni的γ2相，σ 相的析出导致耐腐蚀性能下降；当固溶处理温度为950～1 050 ℃时，富Cr和Mo的σ 相和富Ni的γ2相包析生成α 相，σ 相的消失导致耐腐蚀性能上升；当固溶处理温度为1 050～1 100 ℃时，富Ni和N的γ 相转变为富Cr和Mo的α 相，γ 相向α 相的转变导致耐腐蚀性能下降。S32750双相不锈钢在950℃固溶处理时，耐腐蚀性能最差，在1 050 ℃固溶处理时，耐腐蚀性能最佳。在实际烟气脱硫装置建造中，S32750双相不锈钢在热加工工艺处理过程中应避免析出σ 相和抑制γ 相向α 相的转变，以提高耐腐蚀性能。

为增强水性环氧涂层的长效防护性能，将苯并三氮唑(BTAH)缓蚀剂置入中空氧化铈(CeO2)纳米容器里，制备出BTAH＠CeO2掺杂的环氧涂层。通过扫描电镜、X射线光电子能谱以及电化学阻抗测试表征了epoxy/BTAH＠CeO2复合涂层的表面形貌、化学组成与耐蚀性能。结果表明，BTAH缓蚀剂在CeO2纳米容器中的负载量为24.7%。BTAH缓蚀剂能够快速从CeO2纳米容器中释放出来，8 h的释放量可达到92.6%。BTAH＠CeO2颗粒均匀地分散于水性环氧树脂中，且有效填充了涂层内部的微小空隙。在3.5%NaCl溶液中腐蚀1 h后的电化学阻抗测试结果表明，epoxy/BTAH＠CeO2复合涂层的涂层电阻比纯环氧涂层增大了16.7倍。在3.5%(质量分数)NaCl溶液中浸泡30 d后，相比浸泡1 h的情况，epoxy/BTAH＠CeO2复合涂层的极化电阻值损失率仅为10.6%，表现出优异的长效防护性能。

为研究多元合金渗层在混凝土桥梁工作环境下的性能，采用机械能助渗技术，在400 ℃保温6 h条件下，对20钢表面进行Zn-Mg-Al共渗和Zn-Mg-Al-B共渗试验。分析B元素对Zn-Mg-Al合金渗层组织及耐腐蚀性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学测试对Zn-Mg-Al合金渗层和Zn-Mg-Al-B渗层的表面形貌、元素分布、渗层厚度、物相组成和耐蚀性等进行表征。结果表明:相比Zn-Mg-Al渗层，Zn-Mg-Al-B合金渗层与基体的结合较好，渗层厚度提高了21%，表面有大量尺寸较小的颗粒均匀分布，消除了凹坑缺陷；Zn-Mg-Al-B合金渗层的自腐蚀电位比Zn-Mg-Al合金渗层正移20 mV，其耐腐蚀性更好。

以氯化苄和N，N-二甲基辛胺为原料，合成了辛烷基二甲基苄基季铵盐离子液体(ODBA)，通过红外光谱对其结构进行了分析，表明成功合成了目标产物。通过热重测试分析了ODBA的热稳定性，通过失重测试、电化学测试、SEM形貌分析、接触角测试和热力学研究手段对ODBA在0.5 mol/L硫酸溶液中对碳钢的缓蚀作用及其在碳钢表面的吸附行为进行了研究。热重分析显示ODBA具有良好的热稳定性。失重测试结果显示ODBA具有良好的缓蚀性能，且缓蚀率与其浓度成正相关，在30 ℃下，浓度为800 mg/L的ODBA的缓蚀率达86.06%；通过极化曲线及阻抗谱分析得到的缓蚀率与失重测试得到的缓蚀率吻合。极化曲线显示ODBA是一种以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂，阻抗实验显示ODBA的加入抑制了电荷转移，从而起到缓蚀作用。通过热力学研究明确ODBA在碳钢表面的吸附满足Langmuir吸附等温模型，属于以物理吸附为主的混合型吸附。SEM形貌分析和接触角测试表明，ODBA能在碳钢表面形成一层具有疏水性的吸附膜。

传动拉杆接头在使用过程中易发生疲劳失效。为降低事故风险、便于开展周期性检测，对其螺纹接头开展试验评估具有重要意义。目前主流评估方法存在工期长、无法准确预测接头在复杂应力状态下的行为的缺点。通过SolidWorks建立了仿真模型，进行循环受力分析和疲劳寿命评估，分析了使用密封剂和不使用密封剂的螺纹接口在拉伸、压缩、外水压等多轴交变载荷下的应力应变，并对其使用寿命进行计算。研究表明:在螺栓使用过程中应力集中最大部位位于螺栓螺纹的末端。当轴向载荷和水压同时存在时，添加密封剂涂层能使工件寿命提升约27.3%。该研究结果对船舶拉杆螺纹接头的失效分析具有参考意义。

为解决传统涂料在低温环境下固化不完全造成的涂层致密性差、易脆化剥落等问题，开发了一种可在低温环境下固化的渗透性涂料。选用双酚F环氧树脂和改性胺类固化剂制备环氧底漆，以丙烯酸酯和丙二酸聚酯利用封闭碱加成反应形成的丙烯酸酯涂层作为面漆，制备成复合涂层。通过对复合涂层的力学性能、耐冻融循环、耐腐蚀性试验和中性盐雾试验测试，分析了该涂料在低温固化环境中对混凝土基材的渗透和防护能力。结果表明:涂料在低温环境下固化时间为26 h，可在混凝土基体中形成深度达2.0 mm的渗透层。复合涂层经历20次冻融循环后，未出现开裂、剥落等现象。经酸、碱和盐溶液侵蚀28 d后，复合涂层表面未发生明显变化。经过1 000 h的中性盐雾腐蚀测试，复合涂层表面未见起泡和开裂等现象，盐雾试验后其拉拔附着力保持在3.2 MPa。制备的复合涂层在低温环境下展现出优异的防护性能，在预应力钢筒混凝土管腐蚀防护领域具有广泛的应用前景。

为保证铬镀层的硬度、结合力等基本性能满足产品要求，提升镀铬工件的耐腐蚀性，从源头上缩短铬层裂纹长度，降低腐蚀介质进入基体腐蚀产品的发生概率，开展了周期镀铬工艺研究。通过裂纹形貌分析、冲击性测试、中性盐雾试验等手段考察了周期镀铬层的综合性能，探讨周期镀铬工艺特点，并与直流镀铬层进行了对比，以为后续的推广应用提供详尽的数据支撑。结果表明:周期镀铬工艺参数中，电流密度为30 A/dm2，J反为80%J正，周期反向镀铬保持5 s，周期正向镀铬保持180 s，镀硬铬60 min，周期正、反向镀铬循环109次条件下的铬镀层的结合力、硬度、耐冲击性与直流镀铬层的相当；沉积速率约为直流镀铬的76%；周期镀铬层存在明显分层现象，其发丝裂纹呈稀疏分布，比直流铬镀层的更短，数量更少，铬层厚度均匀性好；在铬层厚度为90 μm下，周期镀铬层的中性盐雾试验可达570 h，其耐腐蚀性能比直流镀铬层的提高近7倍。周期镀铬工艺能显著改善铬镀层的微观结构，更适用于对产品铬层外观和耐腐蚀性能要求更高的领域。

实现钢渣在非建材领域的高值化利用，提升其资源化利用率具有重要意义。为此，将盾粉用作传统防腐填料的替代品，制备复合环氧防腐涂层。通过扫描电镜(SEM)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)和激光粒度分析仪(LPSA)对盾粉微观形貌、化学成分、矿物组成和粒度分布进行了测试，并研究了掺入盾粉对环氧复合防腐涂料涂层其力学性能和防腐性能的影响及其作用机理。结果表明:盾粉的主要矿物成分包括硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)、氢氧化钙[Ca(OH)2]、氟化钙(C2F)、RO相和f-CaO等，具有优良的硅酸盐特性及耐久性。此外，盾粉表面上的羟基易与环氧树脂结合，提高了涂层的密实度。添加YG型盾粉制备的盾粉基环氧树脂涂料涂层的力学性能和防腐性能均显著提升，此时其铅笔硬度、附着力和柔韧性分别达到2H、0级和5 mm，其阻抗模量为1.6×107 Ω·cm2，腐蚀电位E为-0.009 V，腐蚀电流密度J为1.58×10-8 A/cm2。