采用连续光纤激光器在氩气环境下对粗糙度为R_a=0.95 μm的低粗糙表面进行激光抛光实验，通过光学显微镜和激光共聚焦显微镜对单道激光抛光熔池截面、抛光前后三维表面形貌及表面轮廓进行分析。研究结果显示：在其他参数不变的条件下，随着扫描速度的提升，单道连续激光抛光熔池两侧的咬边现象逐渐加重。随着激光功率的提高，由于单道抛光熔池不稳定，熔池表面的起伏现象逐渐加剧。当扫描线间距为0.02 mm时，连续激光多道搭接之间未重熔区域具有较低表面起伏值，粗糙度可降低至R_a=0.45 μm。然而，激光单向扫描抛光后表面产生的波纹起伏会阻止粗糙度的进一步降低，采用正交扫描和未搭接区域回填扫描的策略，可对激光单向扫描抛光产生的波纹起伏进行重熔正交补偿，使粗糙度值由R_a=0.45 μm进一步降低至R_a=0.048 μm，较原始粗糙度下降95%。

为解决钛合金上直接电沉积铜沉积质量和结合力差的问题，本团队采用激光重熔/电化学沉积交互进行的方法在TC4合金上制备铜涂层，并采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、自动划痕仪等分析了铜涂层的表面形貌、截面元素组成、截面厚度、物相、结合力、导电性和抗高温氧化性能。通过激光重熔获得了含有CuTi、Cu₂Ti、Cu₄Ti等金属间化合物的复合涂层，这使得沉积表面获得更多的活性位点，进而提高了沉积速率与沉积质量。实验结果显示：相比于传统的电沉积，激光重熔/电化学沉积交互处理可使重熔层表面的电极响应速率提高约44%，沉积层表面的孔隙明显减少，晶粒间结合更紧密；激光重熔/电化学沉积交互处理能显著提高钛合金表面铜沉积层的沉积质量、抗高温氧化性能以及涂层与基体间的结合力。

激光化学气相沉积技术(LCVD)相较于传统化学气相沉积技术具有低沉积温度、高膜层纯度、高沉积效率等特点，在各类功能薄膜材料制备上有着巨大的应用前景。围绕激光化学气相沉积技术，本文详细阐述了激光热解离、激光光解离与激光共振激发解离作用机制，同时介绍了各类LCVD的常用设备，着重总结了LCVD在金属材料、碳基材料、氧化物材料以及半导体材料等各类材料制备应用上的最新研究进展，特别介绍了LCVD制备过程中常用的检测与分析方法，最后讨论了激光化学气相沉积技术目前所面临的挑战与机遇，并展望了该技术的发展前景。

在316不锈钢表面进行激光熔覆Stellite 3、Stellite 21与新型Co基合金(Co-3)试验, 分析了熔覆层的显微组织及相成分, 研究了硬度分布和耐擦伤机理。试验结果表明, Co-3显微组织均匀、致密, 无裂纹与气孔, 其强化相主要为(Co,W)3C、Cr23C6、Cr7C3和Co3Mo。熔覆层的平均显微硬度约为624 HV0.2, 较基体提高3倍以上。Co-3的耐擦伤性能明显优于316基体的, 在载荷为0~150 N的情况下, 当划痕长度s≤3.3 mm时, 擦伤机理主要是塑性变形; 当划痕长度3.3 mm＜s≤6.9 mm时, 擦伤机理主要是塑性变形引起的晶粒滑移与微裂纹形成; 当划痕长度s＞6.9 mm时, 擦伤机理主要是裂纹扩展与塑性去除。

在医用钛合金(TC4)表面采用激光熔覆的方法制备了硬质颗粒增强金属间化合物基复合涂层, 采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)定量分析、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计(HV)、极化曲线分别分析了硬质颗粒增强金属间化合物复合涂层的组织形貌、相结构与成分、硬度分布和耐蚀性能。研究结果表明, 涂层厚度可达1～2 mm, 涂层内部有TiNi和Ti2Ni韧性相及TiC、TiB/TiB2和B4C硬质颗粒生成, 并且涂层内部组织均匀致密, 无裂纹与气孔等缺陷, 硬质颗粒增强金属间化合物基复合涂层的硬度可达HV 0.3 899, 是基体的近3倍, 涂层的耐蚀性是医用钛合金基体的近3倍。

采用半导体激光器在45#钢基体上制备金刚石复合涂层, 熔覆层材料为铁基粉末2Cr13和人造金刚石微粉的混合粉末, 熔覆设备使用2 kW光纤耦合半导体激光器。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的显微组织、元素分布和相结构进行分析; 并采用摩擦磨损试验机对涂层的摩擦磨损性能进行了测试。结果表明: 该复合涂层中的金刚石在激光的作用下发生了形态转变, 一部分完全碳化形成石墨; 另一部分不完全碳化形成石墨并残留小部分金刚石相。XRD分析涂层的相组成可知, 该涂层主要由硬质相Fe0.64Ni0.36、金刚石、FexCy、过饱和固溶体Cr和石墨等组成。由于涂层中金刚石及石墨的存在, 使得涂层具有优异的耐磨性能, 涂层的耐磨性相比未添加金刚石涂层提高了近60%, 涂层的磨损机制以磨粒磨损为主。