高熵合金(HEAs)涂层因其优异的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能以及抗高温氧化性能等成为防护涂层的潜在候选材料。 然而，HEAs涂层不同元素间的相互作用及协同机理尚不清楚。 为研究高熵合金涂层不同元素间的相互作用和协同机理，采用磁控溅射技术利用不同成分的靶材制备了4种不同成分比的AlCrNbSiTi高熵合金涂层，并利用SEM、AFM、EDS、XRD、球盘式摩擦实验机和电化学工作站详细研究了涂层的形貌、化学成分、结构、力学性能和电化学腐蚀行为。 试验结果表明，Cr含量的提高会导致涂层原子尺寸差异增大，降低涂层内部排列的有序性； Cr含量和Nb含量的提高有利于强化涂层的划痕韧性， 大幅降低涂层的磨损率； 涂层内部Ti原子可以在钝化膜/溶液界面及涂层/钝化膜界面上提供双层保护机制，提高钝化膜的稳定性，从而强化涂层耐腐蚀性能。

为研究调制周期对AlCrSiN/AlTiN纳米多层涂层性能的影响，分别采用电弧离子镀、直流磁控溅射及二者复合沉积技术制备了AlTiN、AlCrSiN单层涂层与2种不同调制周期的AlCrSiN/AlTiN纳米多层涂层，采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪等设备表征了涂层的物相结构、微观形貌、力学和抗摩擦磨损性能。 研究结果表明，与具有(111)择优取向的AlTiN、AlCrSiN单层涂层相比，AlCrSiN/AlTiN纳米多层涂层形成了具有(200)择优取向的fcc-(Al，Cr，Ti)N固溶体。 2种多层涂层的表面粗糙度低于单层涂层，且随着调制周期增加，涂层的表面质量逐渐改善，层间界面更加平整清晰。 力学性能测试表明，磁控溅射制备的AlCrSiN涂层硬度最低，为16.57 GPa，而调制周期(Λ)为106 nm的多层涂层具有最高硬度，高达36.63 GPa，说明采用多层结构设计可提升涂层的硬度。 Λ＝106 nm的涂层比Λ＝91 nm的涂层具有更少的界面，其硬度却更高，这可能与其平整的界面形貌和更低的表面粗糙度有关。 此外，Λ ＝106 nm的多层涂层具有最高的抗塑性变形能力(H3/E*2值，0.147 GPa)，最高的结合强度(58.29 N)和最低的磨损率，5.3×10-6 mm3/(N·m)，说明其力学性能与抗摩擦磨损性能最优。 本研究揭示采用多层结构设计，适当调整调制周期可以显著提升涂层的力学性能和抗摩擦磨损性能。 研究成果对AlCrSiN/AlTiN多层涂层的性能提升与工程化应用具有指导意义。

为研究涂层断裂韧性对其摩擦学性能的影响，采用超音速火焰喷涂(HVOF)的方法在30CrMnSiA合金钢基体表面喷涂Cr3C2-NiCr和WC-17Co 2类材料涂层。 采用扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计等分析了涂层的显微结构及力学性能；采用多功能摩擦磨损试验机测试了Cr3C2-NiCr和WC-17Co 2类涂层与30CrMnSiA摩擦副在干摩擦条件下的摩擦学性能。 结果表明:Cr3C2-NiCr和WC-17Co涂层的显微硬度接近，分别为1 068 HV0.3和1 126 HV0.3；然而， Cr3 C2-NiCr涂层的断裂韧性为2.45 MPa·m1/2，明显低于WC-17Co涂层的断裂韧性4.66 MPa·m1/2；在干摩擦工况下Cr3C2-NiCr较WC-17Co涂层更容易疲劳开裂，导致粒子脱落形成磨粒，对涂层及摩擦副产生严重的磨粒磨损；Cr3 C2-NiCr的比磨损率为1.23×10-7 mm3/(N·m)，高于WC-17Co涂层的比磨损率[0.93×10-7 mm3/(N·m)]；与Cr3C2-NiCr涂层对磨的30CrMnSiA摩擦副的磨损失重为9.82 mg，高于与WC-17Co涂层对磨时的30CrMnSiA摩擦副磨损失重(8.43 mg)。

为了提高AlTiSiN纳米复合涂层的力学性能和耐腐蚀性，利用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)在Ti表面制备AlTiSiN涂层，通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕测试仪、电化学工作站等仪器，分析了不同偏压对AlTiSiN涂层的微观形貌、力学性能和耐腐蚀性的影响。 结果表明: 随着制备偏压的提高，AlTiSiN涂层的厚度逐渐降低，其沉积速率从18.33 nm/min降至13.70 nm/min；基体相(α-Ti)显示出显著的衍射峰强度，在2θ≈27°处的衍射峰对应于β-Si3N4的(200)晶面，衍射峰显著宽化；涂层的纳米硬度和杨氏模量出现先升高后降低的现象，在偏压160 V时达到最大值16.59 GPa、233.33 GPa；当偏压为160 V时，所制备的AlTiSiN涂层具有最低的腐蚀电流密度(1.04×10-4 mA/cm2)、最高的极化电阻(2.77×105 Ω·cm2)和抑制效率(98.74%)，其耐腐蚀性能最优。 偏压对涂层的微观结构、力学性能和耐腐蚀性有显著影响。 在160 V偏压下利用HiPIMS技术制备的AlTiSiN涂层可以有效提高涂层的表面质量及其力学性能。 采用HiPIMS制备的AlTiSiN涂层具有较低的腐蚀电流密度、较高的极化电阻和抑制效率，其耐腐蚀性能得到提升。

为提升ZrB2涂层的韧性，利用高功率脉冲磁控与脉冲直流磁控溅射复合技术，在ZrB2涂层中加入C元素，调节乙炔流量，制备了具有不同碳含量的Zr-B-C涂层。 采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的物相组成和微观形貌进行表征，结合纳米压痕仪和划痕仪系统分析了涂层的力学性能；通过摩擦磨损实验机和超景深显微镜系统研究了涂层的摩擦磨损性能及表面磨损机制。 结果表明:随着乙炔流量的不断增加，Zr-B-C涂层中的碳含量增多，涂层由疏松的柱状晶结构转变为致密的纳米复合结构；涂层的硬度、磨损率、临界载荷和残余应力均先降低再升高最后再降低，摩擦系数、H/E和H3/E*2先升高后降低，弹性模量呈现下降趋势。 当乙炔流量为10 mL/min时， Zr-B-C涂层展现出优异的摩擦磨损性能，其硬度、摩擦系数及磨损率分别为23 GPa、0.909和2.3×10-7 mm3/(mm·N)。

为了探究不同偏压和氮气气流量下Ti3AlN涂层的微观结构和性能，通过真空阴极沉积技术制备了不同偏压和氮气气流量的Ti3AlN涂层，并对其沉积速率、表面粗糙度、硬度、结合力和摩擦系数进行了表征。 结果表明:随着氮气气流量的增加，涂层沉积速率增加，表面粗糙度下降，硬度和结合力提高，摩擦系数略有下降。 随着偏压的增加，涂层沉积速率先增加后下降，表面粗糙度先上升后下降，硬度和结合力提高，摩擦系数在偏压为200 V时较大。 在偏压100 V且氮气气流量为60 mL/min的条件下制备的Ti3AlN涂层，其结合力达到最优，为72.3 N，同时摩擦系数达到最低。 本研究结果为优化Ti3AlN涂层制备工艺提供了理论依据。

为了系统探究基底偏压对高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)制备Cr/CrN/WC复合涂层的结构及性能的调控规律，采用高功率脉冲磁控溅射在AISI 304不锈钢基体上沉积Cr/CrN/WC复合涂层，系统探究基底偏压(0～-300 V)对涂层结构、力学及摩擦学性能的影响。 通过X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)表征发现，随偏压增至-200 V，β-WC1-x(200)晶面择优取向增强，颗粒细化且柱状结构弱化，致密度显著提升；而-300 V时因离子过轰击诱发晶格缺陷致密度下降。 力学性能测试表明，-200 V涂层实现强韧协同优化，纳米硬度(43.25 GPa)与有效杨氏模量(474.77 GPa)达峰值，硬度/模量比(H/E* ＝ 0.091)与抗塑性变形参数(H3/E*2 ＝0.359 GPa)较0 V样品分别提高19.7%和91.0%，洛氏C压痕测试进一步证实其结合力达HF1级(最优)，压痕无裂纹分层，归因于高H/E*的弹性应变协调性及高H3/E*2的界面应力抑制。 摩擦学性能测试结果显示:-200 V涂层因高硬度及低粗糙度，摩擦系数最低(0.42)且磨损率最小[1.39×10-7 mm3/(N·m)]，磨损机制为轻微氧化-黏着磨损；0 V与-300 V涂层磨损率较高[2.78×10-7 mm3/(N·m)，1.85×10-7 mm3/(N·m)]，磨损机制依次为磨粒-氧化复合磨损及软相诱导磨粒磨损。 综上，-200 V偏压通过颗粒细化与结构致密化实现硬度-韧性-结合力-耐磨性的四元协同优化；过高偏压(-300 V)时则因晶格损伤与界面弱化导致涂层性能衰退。

随着增材制造向系统化与智能化方向持续演进，跨环节信息割裂、控制机制离散以及性能响应不可预测等问题日益凸显。 端到端增材制造以结构—工艺—性能联动为核心，通过数字化手段打通传统制造中的孤立流程，实现多环节协同与过程闭环控制，为构建高性能、高一致性复杂构件提供关键支撑。 该体系具有多物理场强耦合、参数空间高维、多目标约束与状态动态演化等特征，对全过程的信息感知、建模优化与控制反馈提出了更高要求。围绕增材制造从设计到制造的系统流程，总结了模拟与仿真驱动的结构设计、工艺建模与制造优化、过程监测与反馈控制、系统集成与数据协同等方面的研究进展，重点归纳了主流建模策略、感知与调控方法以及集成框架在提升制造过程稳定性和一致性方面的应用实践，进一步结合材料防护等复杂服役需求，分析了系统集成能力、状态识别精度及性能导向控制机制等关键瓶颈，展望了构建具备实时感知、智能响应与闭环控制能力的增材制造系统的发展趋势。

TiO2在光催化和电化学储能领域应用广泛，但存在一定的局限性。 在光催化领域，TiO2光生载流子复合率高，吸收效率低，限制了光催化效率。 在电化学储能中，作为锂离子电池负极，其导电性差、离子迁移率低，实际比容量有待提高。 通过控制微弧氧化(MAO)技术的电参数和电解液成分，能有效调节氧化膜的成分、相组成和表面形貌，简化改性过程，在电解液中对钛或钛合金施加高电压，可在表面原位生成自支撑多孔TiO2氧化膜。 MAO制备的TiO2膜层具有大的比表面积，能负载更多活性物质，提高电导率和离子迁移率，从而提升其催化活性和电化学储能性能，为TiO2在光催化和电化学储能领域的应用开辟了新路径。 综述了近年来MAO制备TiO2在光催化和电化学储能领域的应用及研究进展，介绍了微弧氧化的基本原理，阐述了电解液成分、电参数和氧化时间等对TiO2形貌、相组成、光学特性及电化学性能的影响。 最后，探讨了微弧氧化技术在光催化和电化学储能应用中的潜力与面临的挑战。

镁及其合金由于具有独特的组织结构、力学性能、降解性能和生物相容性而备受关注，但其过快的降解速率限制了其应用。 由于具有优异的生物相容性，羟基磷灰石(Hydroxyapatite， HA)在制备镁基-HA生物材料时能增强镁及其合金的生物相容性和耐蚀性，并具有良好的降解速率调节能力。 首先详细介绍了镁基-HA生物材料的制备方法；其次，探讨了不同合金元素、金属氧化物、有机物对镁基-HA生物材料性能的影响；再者，概述了镁基-HA生物材料的力学性能、电化学腐蚀性能、体外降解性能、生物相容性能和生物活性。 最后，总结了镁基-HA生物材料目前面临的主要问题，并对其未来的发展趋势进行了展望。

为评估T2紫铜在亚热带湿热沿海大气环境中的腐蚀行为与机理，并给电力设施的耐久性设计与材料选择提供数据支撑，以电网系统常用T2紫铜材料为研究对象，通过分析亚热带湿热大气沿海城市的气象环境以及污染物离子数据，采用失重法建立腐蚀预测模型，利用扫描电镜(SEM)观察试样表面腐蚀形貌，X射线衍射仪(XRD)分析腐蚀产物组成，并结合电化学分析探究T2紫铜在模拟亚热带湿热大气环境中的电化学行为。 结果显示:T2紫铜在模拟亚热带湿热大气环境中的主要腐蚀形式为均匀腐蚀，且腐蚀预测模型符合幂函数模型。 腐蚀产物主要由CuO和Cu2O组成，随着试验周期的延长，Cu2O的比例逐渐增加。 Cu2O的半导体性质有助于抑制腐蚀介质的扩散，从而对基体起到保护作用。 本研究为在模拟亚热带湿热大气环境中服役的电力设备设施的选材及防腐蚀设计提供了参考数据。

为系统探究树脂流动度对钢轨打磨磨石关键性能及打磨后钢轨表面质量的影响规律，选用低(Pr-S)、中(Pr-M)、高(Pr-L)3种不同流动度的树脂制备磨石材料，分析了3组磨石抗压强度、打磨量、磨削比及磨损形貌，表征了打磨后钢轨的表面质量与氧化行为，并探讨了其形成机制与树脂流动度的关联。 结果表明:中等流动度(Pr-M)磨石展现出最佳的综合性能:最高抗压强度(154.3 MPa)、最高磨削比(16.0)、最低钢轨表面粗糙度(6.5 μm)、最低钢轨白层厚度(17 μm)，其磨损机制为均匀磨耗。 树脂流动度过低(Pr-S)导致磨料易脱落(自锐性强，打磨量最高达1.0 g，但磨削比低)，引发较高磨削温度，造成钢轨表面氧化严重，其打磨后钢轨白层厚度相比中等流动度(Pr-M)磨石增幅88.2%；树脂流动度过高(Pr-L)则导致结合剂流失、磨石宏观破碎，磨削能力与耐磨性下降。 树脂流动度是决定钢轨打磨磨石综合性能及钢轨表面质量的关键因素。 在钢轨打磨磨石开发中，应优先选用中等流动度树脂，并辅以适配的造孔技术以进一步提升其磨削能力，从而全面提高打磨效率，进而提高钢轨表面质量与服役安全性。

为了提高涡轮盘的高温使用性能，开展了涡轮盘用FGH99合金超声喷丸试验研究，采用扫描电镜、显微硬度测试、残余应力测试和疲劳试验等方法对FGH99合金超声喷丸处理后的组织结构和疲劳性能进行了分析。结果 表明:随着超声喷丸振幅的增加，FGH99合金表面粗糙度值逐渐增大；弹坑根部圆角Sku的数值逐渐趋近于3；超声喷丸在FGH99合金表面引入一层最深达290 μm深的强化层，主要由位错和孪晶组成；表面层硬度最高比基体提高21.7%；残余应力最大可达-1 150 MPa；FGH99合金的疲劳极限由磨削状态的700 MPa，提高到了765 MPa，而且试样断口裂纹源起始于试样亚表面，说明疲劳寿命取决于材料缺陷，与表面形貌无关。

通过激光熔覆技术制备了AlFeCrNiCu高熵合金涂层，研究了激光功率(2 400、3 000、3 600 W)和扫描速率(0.15、0.25、0.35 m/s)对高熵合金涂层的组织结构和耐磨性能的影响。 利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、维氏显微硬度计和高频往复磨损试验机分别测试了高熵合金涂层的相结构、微观组织、显微硬度和耐磨性能。 结果表明:随着扫描速率的增大，稀释率降低；随着激光功率的增大，稀释率增加，涂层内部的裂纹等缺陷减少。 当扫描速率为0.35 m/s，激光功率为2 400 W时，熔覆层的稀释率达到最小(40.62%)。 AlFeCrNiCu高熵合金涂层的相结构为FCC相和BCC相，主要以BCC相为主。 AlFeCrNiCu高熵合金涂层主要由柱状晶组成，扫描速率的增加会导致晶粒细化。 当扫描速率为0.15 m/s时，随着激光功率从2 400 W增加到3 600 W，涂层的显微硬度逐渐降低，平均显微硬度从(593.70±14.27) HV0.2降低至(553.60±11.43) HV0.2；而扫描速率的增加，会导致涂层的显微硬度提升；当扫描速率为0.15、0.25 m/s时，随着扫描速率的增加，涂层的磨损率逐渐降低，表明涂层的耐磨性能提高。熔覆层的主要磨损形式为三体磨损。

为了评估不同稳定化处理剂的处理效果，提升Q420qNH钢在实际服役条件下的耐蚀性能，为耐候钢的实际应用提供指导。 依据以往的工作，优选稳定化处理效果较佳的2组稳定化处理剂[C组:0.5%FeSO4、0.5%NiSO4、0.6%CuSO4、0.5%Na3PO4、0.5%Fe3O4、0.1%Ce2(SO4)3，质量分数，下同；F组:0.5%FeSO4、0.5%NiSO4、0.6%CuSO4、0.5%NaMoO4、0.5%Fe3O4、0.1%Ce2(SO4)3]，在实验室对Q420qNH耐候钢进行8周期的稳定化处理，然后进行为期3个月的工业大气曝晒实验。 通过腐蚀动力学，X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学等分析方法，对比研究了有无稳定化处理以及不同稳定剂处理耐候钢表面锈层的耐蚀性。 结果表明:工业大气曝晒下，稳定化处理试样的初期腐蚀速率较快，后期腐蚀速率减慢，形成的锈层裂纹、孔洞等缺陷较少，致密性提高。 未稳定化处理和稳定化处理试样锈层成分主要为α-FeOOH、γ-FeOOH、β-FeOOH和Fe3O4/γ-Fe2O3相，稳定化处理后α-FeOOH的含量增加，其中C组试样锈层中α-FeOOH的含量最高，为53%。 稳定化处理C组试样的锈层最为致密，自腐蚀电位最高，锈层耐蚀性最强，F组次之，裸钢最差。 稳定化处理剂可缩短锈层稳定化周期。 C组稳定化处理剂对促进稳定锈层生成的效果最好。

超疏水隔热涂层可以极大地减少能源消耗，并有效保护基材免受油污、霉菌等污染破坏。 然而，传统超疏水隔热涂层由于力学性能差、工艺复杂、导热系数高等缺陷，限制了其在多领域的应用。 为此，采用溶胶-凝胶法，以正硅酸乙酯为硅源、埃洛石纳米管(HNTs)为增强相，通过CO2超临界干燥制得HNTs/SiO2球棍网络结合的新型结构复合气凝胶。 将复合材料研磨至一定细度后与水性聚氨酯分散液及低表面能物质1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷均匀混合，喷涂于基材表面，经固化后制备出耐磨型超疏水隔热涂层。 利用红外光谱(FT-IR)进行结构表征，扫描电镜(SEM)和接触角测试仪(DCA)分析材料的微观形貌和涂层的润湿性，并对涂层进行耐磨性及隔热性能测试。 结果表明:埃洛石纳米管成功接枝改性，HNTs/SiO2复合气凝胶呈现多孔结构，构建出微、纳米多级粗糙结构。 当HNTs掺量为25%(质量分数)时，制备的涂层疏水角为160.8°，滚动角为3.1°，导热系数为0.045 W/(m·K)，经20次耐磨循环试验后，疏水角度仍有156.3°，可以适用于软硬多种基材。

为探究土壤质地及土壤理化性质与镀锌钢土壤腐蚀速率之间的相关性，以安徽省全域代表性变电站站点土壤自然环境埋藏1 a期的镀锌钢试样为对象，开展腐蚀层组成与结构的研究，探讨其土壤腐蚀机理；获取土壤腐蚀速率数据，借助Spearman相关性分析，开展主要土壤理化性质对镀锌钢试样1 a期土壤腐蚀影响规律的研究；最后，开展了镀锌钢试样在不同pH值和含盐量的模拟土壤腐蚀溶液中的电化学特性研究。 结果表明，在安徽省土壤环境中，镀锌层表面腐蚀产物发生明显分层，具有不均匀全面腐蚀的特征，镶嵌进腐蚀层的土壤颗粒加剧了镀锌层的局部腐蚀。 腐蚀产物主要由ZnO、Zn(OH)2、Zn5(OH)6(CO3)2和Zn4(OH)6SO4构成。 镀锌钢试样1 a期土壤腐蚀速率与安徽省土壤质地及土壤理化性质指标相关性大小的排序为: pH值＞含盐量＞氧化还原电位＞含水率＞土壤电阻率＞土壤质地。 电化学测试结果也表明pH值对镀锌钢试样Jcorr的影响大于氯离子浓度，验证了Spearman相关性分析的正确性。

在石油开采过程中，氯盐完井液对油管的腐蚀问题一直是研究的热点。 为此，考察了超级13Cr不锈钢在模拟的井下条件(130 ℃，总压40 MPa)下，在不同密度的氯盐完井液(0、1.15、1.25 g/cm3)中的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性。 采用四点弯曲和慢应变率测试(SSRT)相结合的方法来评估材料性能，并利用扫描电子显微镜(SEM)进行断口分析。 实验结果表明:在氯盐完井液环境中，超级13Cr不锈钢呈现出一定程度的应力腐蚀敏感性。 四点弯曲结果显示随着氯盐浓度的升高，该材料腐蚀加剧，断裂韧性下降，应力腐蚀开裂(SCC)敏感性增加。SSRT结果表明超级13Cr不锈钢在3种浓度完井液中的应力腐蚀开裂敏感性排序为:0 g/cm3 ＜1.15 g/cm3 ＜1.25 g/cm3。 超级13Cr不锈钢在高温高压氯盐完井液环境中的应力腐蚀开裂机制为阳极溶解型SCC；且升高的氯离子浓度加速了钝化膜的溶解，并促进了局部腐蚀的发生。