等离子体表面工程新进展

概述了等离子体表面工程的主要内容、适用范围，着重从传统金属工业、聚合物、生物医用材料、制备纳米材料等5个方面说明了等离子体表面工程在该领域的应用，指出大气压下的等离子体技术和功能高分子材料等离子体表面处理技术是今后发展的重要方向。     

石墨烯在表面工程领域的研究进展

石墨烯是一种由碳原子sp2杂化构成的二维蜂巢式结构碳纳米材料。近十年来,石墨烯的研究成为很多领域的热点,并且在石墨烯的制备、性能表征以及潜在应用方面都取得了重要进展。文中简要综述了石墨烯的主要制备方法以及石墨烯作为纳米薄膜在组织工程、抗菌材料、透明导电薄膜和耐腐蚀涂层等方面的应用发展。石墨烯作为一种"未来材料",其制备技术和改性过程正日益完善,薄膜材料在表面工程领域的应用也将展现出蓬勃生机。     

纳米表面工程基本问题及其进展

阐述了纳米表面工程的产生背景、内涵、特点和科学问题,详细阐述了纳米表面工程在纳米超薄膜的制备、超光滑表面的制备、表面超微细图形加工、纳米结构涂层的组装、制备纳米复合功能涂层方面的研究进展。     

一般问题/焊接科学和技术的发展及前景

纳米材料具有许多优异的特性，利用热喷涂技术制备纳米结构涂层是一种应用纳米材料的有效办法。介绍了纳米结构涂层喷涂材料的制备，包括液体喂料制备纳米材料、纳米粉末材料和纳米药芯丝材的制备，以及热喷涂制备纳米结构涂层的种类，其中包括纳米结构陶瓷涂层、金属一陶瓷纳米复合涂层和金属纳米结构涂层。[第一段]     

现代表面技术的应用

阐述了表面技术的重要性以及表面技术在功能材料、现代制造业和环境工程等领域中的应用 ,介绍了纳米粉体材料和纳米技术在表面工程领域中的应用 ,展望了表面技术的应用前景。     

热喷涂纳米结构涂层的研究

纳米材料具有许多优异的特性,利用热喷涂技术制备纳米结构涂层是一种应用纳米材料的有效办法.文中介绍了纳米结构涂层喷涂材料的制备,包括液体喂料制备纳米材料、纳米粉末材料和纳米药芯丝材的制备,以及热喷涂制备纳米结构涂层的种类,纳米结构涂层的种类包括纳米结构陶瓷涂层、金属-陶瓷纳米复合涂层和金属纳米结构涂层.简要介绍了制备这些涂层所采用的工艺方法,以及涂层的结构和性能.指出了目前热喷涂制备纳米结构涂层存在的问题,并对其应用和发展前景作了展望.     

低维GaN纳米材料的最新研究进展

氮化镓是宽的直接带隙半导体材料，由于其优异的性能，使之成为制作耐高温，大功率，低能耗电子器件，高速场效应晶体管，高效蓝光发光二极管（LED），激光二极管（LD）和紫外光电导探测器等光电子器件的理想材料，低维GaN纳米材料在基础理论研究和纳米技术应用等方面都具有巨大潜力，因此，近年来低维GaN纳米材料的制备和物性研究已成为热点之一，本文报道了低维GaN纳米材料的最新制备方法的研究进展。     

现代表面技术的应用

阐述了表面技术的重要性以及表面技术在功能材料、现代制造业和环境工程等领域中的应用，介绍了纳米粉体材料和纳米技术在表面工程领域中的应用，展望了表面技术的应用前景。     

热喷涂制备纳米涂层的研究现状与展望

从分析纳米粉末用于纳米表面工程所具有的特性入手，阐述了目前纳米粉末制备方法、热喷涂纳米涂层的种类、制备纳米涂层的热喷涂方法。总结了目前用热喷涂制备纳米涂层所面临的难题及现有的解决措施。展望了热喷涂作为纳米表面工程的关键和最有希望的技术，在未来制备纳米涂层方面的发展。     

银纳米材料

简略介绍了各种形式银纳米材料的制备方法以及银纳米材料的热学、低温、电学、力学、光学和光电等性质，初步分析了银纳米材料作为微电子材料、光学材料、催化材料、环保材料及高强高导材料的现有和潜在应用。     

纳米材料固体润滑干膜摩擦学性能研究

通过对纳米材料的筛选、预处理、并与普通固体润滑剂充分研磨、搅拌等一系列工艺措施,开发出纳米材料固体润滑干膜。进行了纳米材料固体润滑干膜的摩擦磨损实验,表明纳米Ａｌ２Ｏ３可以大幅度提高体润滑干膜的耐磨性,延长了固体润滑干膜的使用寿命,拓宽了固体润滑材料的应用范围,为纳米材料固体润滑干膜的广泛应用提供了有力依据。     

防冰涂层材料及电力材料防覆冰应用的研究进展

防冰涂层材料可有效减轻自然界结冰现象的影响,其通过防冰材料低表面能或高润滑性的特点,降低在低温严寒天气条件下物体表面冰的粘附强度,延迟材料覆冰时间,减少表面覆冰量,在保护电力材料免受冰冻灾害影响方面有着重要应用价值.基于热喷涂法制备的复合型表面防冰涂层材料,以及主被动相结合的防覆冰方法,是未来电力材料防覆冰应用发展的重要方向.然而截止目前,有关复合型表面防冰涂层材料的热喷涂制备,以及涂层在电力材料防冰中应用的研究进展综述鲜见报道.从超疏水材料与光热、电热除冰相结合的除冰方式,及超疏水-超润滑复合材料实现防冰除冰的角度出发,对近年来国内外复合防冰涂层的制备及性能的研究进展进行了综述,并重点讨论了适合于热喷涂制备的复合型涂层的防冰除冰效果.最后,讨论了超疏水防冰涂层、复合型防冰涂层在电力材料表面防覆冰方面应用的研究进展,并对热喷涂法制备防冰涂层在的局限性问题进行了总结,对其应用前景进行了展望,希望在复合型防冰方面进一步开展研究,为电力材料表面防冰涂层的未来发展提供指导.     

Influence of the HVOF Gas Composition on the Thermal Spraying of WC-Co Submicron Powders (−8 + 1 μm) to Produce Superfine Structured Cermet Coatings

Thermal spraying technology represents a novel and promising approach to protect forming tools with complex surfaces and highest shape accuracy against abrasive wear and galling. However, due to high or nonuniform layer thicknesses or inappropriate surface roughness conventional coarse-structured coatings are not suitable to achieve this aim. The application of novel submicron or nanoscaled feedstock materials in the thermal spray process can provide the deposition of cermet coatings with significantly improved characteristics and is recently of great interest in science and industry. In this collaborative study, the feeding and HVOF spraying of WC-Co submicron powders (?8 + 1 μm) have been investigated to manufacture superfine structured, wear resistant, near-net-shape coatings with improved macroscopic properties and smooth surfaces. The influences of varying HVOF gas compositions on the spray process and the coating properties have been analyzed.     

钛合金表面激光熔覆陶瓷涂层的研究进展

针对钛合金在实际应用过程中存在硬度低、耐磨性差、高温易氧化以及生物活性低等问题,国内外学者利用陶瓷材料较高的硬度、优异的耐磨性和高温抗氧化性能的特点,以及激光熔覆技术可以实现涂层与基材的冶金结合,较高的冷却速率使涂层内部晶粒得到细化的优势,开展了钛合金表面激光熔覆陶瓷涂层的广泛研究。首先简要概括了钛合金表面激光熔覆陶瓷材料的特点,介绍了在激光熔覆过程中常见的陶瓷材料以及所具备的特殊性能。从陶瓷涂层制备方式和陶瓷材料体现的功能两个方面,综述了国内外的研究特点、现状和进展。对比分析了激光制备纯陶瓷涂层、激光制备陶瓷与金属合金复合涂层、激光原位合成陶瓷复合涂层、激光制备陶瓷梯度涂层的优缺点。介绍了在钛合金表面激光熔覆耐磨涂层、高温抗氧化涂层、耐蚀涂层和生物涂层的进展,分析了陶瓷材料在提高相关性能时所发挥的作用。最后针对钛合金表面激光熔覆陶瓷材料存在的问题,对钛合金表面激光熔覆陶瓷涂层未来的发展趋势进行了讨论与展望。     

聚合物材料表面耐磨性能提升用非晶碳基薄膜的研究进展

硬度低、耐磨性能差等固有缺点已成为限制聚合物材料在一些苛刻环境中工业应用的重要因素。为了改善表面硬度和耐磨性能,多种表面改性技术被用于聚合物材料的耐磨防护,其中在聚合物材料表面制备一层非晶碳薄膜被认为可有效提高材料表面硬度和耐磨性能。综述了聚合物材料表面耐磨性能提升用非晶碳基薄膜的研究进展,分析了非晶碳基薄膜在聚合物材料表面膜基结合强度不足的本质原因,聚合物材料与非晶碳薄膜两种材料在结构和性质上的不匹配使两者之间的突变界面在载荷作用下极易发生失稳,造成了膜基结合强度的不足。探讨和对比了目前常用于改善非晶碳基薄膜在聚合物材料表面膜基结合强度的改性技术。其中,利用等离子体对聚合物材料表面进行处理,可以诱导材料表面有机碳质结构向无机碳质结构的逐渐转变,使非晶碳薄膜在聚合物材料表面获得可靠结合强度。利用等离子体处理法可以在聚合物基体表面构建原位转变层,原位转变层通过化学键的形式,为非晶碳薄膜在基体表面获得了可靠的膜基结合强度,有效提高了聚合物材料表面的硬度和减摩耐磨性能。     

钛合金表面激光熔覆制备羟基磷灰石生物陶瓷涂层的研究现状

利用激光熔覆技术在医用钛金属表面制备生物活性陶瓷羟基磷灰石(HAP)涂层,是近年来世界各国生物医用植入材料及相关领域的研究热点之一。首先简要概括了HAP生物陶瓷涂层材料的特点与意义,介绍了医用钛金属材料与生物陶瓷材料的历史发展与特点,指出了已有技术制备的生物陶瓷涂层在制备与应用中存在的优缺点,介绍了激光熔覆制备生物陶瓷涂层的特点与优点。综述了国内外钛及钛合金表面激光熔覆制备HAP生物陶瓷涂层、激光快速成形生物陶瓷涂层及相关材料的研究特点、现状与进展。重点介绍了激光熔覆不同成分原材料、添加稀土成分与不同波长激光制备生物陶瓷涂层的机理,及激光熔覆制备生物陶瓷涂层的特点与优缺点。激光熔覆制备生物陶瓷涂层及相关材料是一个多学科交叉的研究领域,通过对钛合金的激光表面改性,激光熔覆制备生物陶瓷涂层在理论研究与临床应用上具有广阔的前景。最后对激光熔覆工艺制备合成HAP生物陶瓷涂层未来的研究方向进行了讨论与展望。     

激光制备自润滑复合涂层及摩擦学性能研究进展∗

运动部件在润滑油脂失效或无润滑介质时磨损加剧,通过激光技术在部件表面制备自润滑复合涂层是一种有效的解决途径。 介绍了通过激光技术制备自润滑复合涂层的质量评价指标,对自润滑复合涂层基体材料进行了详细的分类,从金属基、陶瓷基、高分子自润滑三种基体复合涂层进行系统分析,根据前人的理论研究和实践应用指出自润滑复合涂层目前存在的问题。 自润滑复合涂层对基材耐磨减摩性能的提升是明显的,不同涂层材料体系间的研究方式和进展存在差异,总结了该领域的研究进展,对未来激光制备自润滑复合涂层的研究方向进行了展望。     

光催化型超疏水自清洁涂层研究现状

光催化型超疏水自清洁涂层是在超疏水涂层的基础上通过物理、化学方法复合光催化材料获得光催化性能，使涂层可以在光照作用下将有机附着物进行分解并通过超疏水表面达到自清洁的效果。本文对国内外光催化型超疏水自清洁涂层的构建方式进行总结，将其归纳为表面构造法、共混法、包覆法3类，构造方法的不同对涂层性能的影响方面也有所区别。与单一功能的超疏水涂层相比光催化型超疏水自清洁涂层更能解决实际应用中所面临的问题。此外，本文对光催化型超疏水自清洁涂层的相关性能进行了横向对比，对影响涂层性能较为关键的耐久性能进行了整体的整理分析，并归纳了目前研究当中的光催化型超疏水自清洁涂层的机械耐磨性、耐腐蚀性、耐冲击性和自愈性能，分析了其耐久性提升机制。最后，对光催化型超疏水自清洁涂层未来的应用前景进行了展望，建议从超疏水-光催化协同作用机制、基底结合强度提升、成本控制和复合涂层自修复等方面对光催化型超疏水自清洁涂层进行研究。     

水轮机金属材料及其涂层抗空蚀和沙浆冲蚀研究进展

空蚀和沙浆冲蚀是对包括水轮机在内的水力机械过流元件产生破坏,进而降低其服役寿命的两种主要破坏形式。采用特定的工艺在水轮机过流元件基体材料表面沉积涂层,以提高元件的抗蚀性能受到越来越多的关注。综述了水轮机常用金属材料和近年来国内外研究人员对水轮机材料及其涂层空蚀和冲蚀失效机理的研究进展,针对国内外文献报道中采用的超音速火焰喷涂、激光熔覆、物理气相沉积和化学气相沉积等工艺制备的涂层的抗空蚀和沙浆冲蚀性能进行了重点论述。依据材料性质对文献中出现的表面强化材料进行分类,即合金材料、陶瓷材料、复合材料、金属玻璃材料和类金刚石材料五类,结合涂层制备工艺对各类涂层失效机理进行剖析。通过案例重点讨论了涂层的微观缺陷,如孔隙、裂纹、未熔颗粒,涂层的硬度,涂层与基材的结合强度,涂层的厚度等因素对抗蚀性能的影响。最后对其研究和应用现状,从工艺方法和材料两方面提出了展望,指出运用先进涂层技术和新型涂层材料制备高效涂层,是解决复杂多相流条件下空蚀和冲蚀联合问题的有效途径。     

Al基准晶薄膜/涂层研究进展∗

准晶材料固有脆性限制其作为结构性材料的应用,广泛用于表面薄膜/ 涂层,而得到高纯度准晶相与控制准晶相变仍是应用难点。 围绕 Al 基准晶在表面薄膜/ 涂层应用方面,介绍真空蒸镀、溅射镀膜、热喷涂、激光熔覆等常用制备工艺,总结各工艺的特点。 分析准晶薄膜/ 涂层的成分、冷却速度、热处理对准晶相变的影响,合理的制备工艺和适当的后续热处理对薄膜/ 涂层中形成高纯度准晶有显著提升。 讨论相变对薄膜/ 涂层的力学性能、疏水性、摩擦性、耐腐蚀性和抗氧化性的影响,分析准晶薄膜/ 涂层在减磨耐磨涂层、热障涂层、太阳能选择性吸收薄膜等领域的应用前景。 综述了近 30 年准晶薄膜/ 涂层的制备技术及改性研究的重要结果和研究现状,提出了准晶薄膜/ 涂层应用方面存在的问题并进行了展望。