采用激光辅助低压冷喷涂技术在Cu基体上制备表面金属化CNTs（Ni-Cu-CNTs）/Cu复合涂层，研究了复合涂层的微观特性以及耐磨损性能。研究结果表明，在激光辐照的作用下，Ni-Cu-CNTs增强相和Cu黏结相由于受热软化均发生了明显的塑性变形，Ni-Cu-CNTs颗粒嵌入到塑性变形的Cu颗粒中形成连续致密且结合良好的复合涂层，复合涂层的厚度可达2609 μm，CNTs弥散均匀分布在复合涂层中且保持其结构的完整性。添加Ni-Cu-CNTs的复合涂层表现出优异的耐磨损性能，平均摩擦系数可降低至0.385，体积磨损速率降至1.49×10^-4 mm³/（N·m）。复合涂层中的Ni-Cu-CNTs增强相一方面通过承受磨球对涂层表面的载荷力，减少了涂层磨损，另一方面随着磨损过程的进行，Ni-Cu-CNTs从涂层中脱离到涂层表面形成润滑层，降低了涂层的摩擦系数，从而提高复合涂层的耐磨损性能。

SiO2气凝胶隔热复合材料已经广泛应用于航空航天、石油化工等隔热保温领域, 通过疏水改性可大幅拓展其应用场景。为了使SiO2气凝胶隔热复合材料在更高温度仍保持良好的疏水性能, 采用聚硅氧烷改性硅酸盐涂料对SiO2气凝胶隔热复合材料进行表面刷涂疏水改性, 然后研究了涂层厚度对裂纹扩张的影响以及涂层在高温下疏水性能的失效机制和刷涂改性前后复合材料的耐磨损性能。结果表明, 当涂层厚度大约为13 μm时, 所制备的涂层表面无裂纹, 接触角可达(113±2)°, 经450 ℃高温热处理1 800 s后接触角依然可以保持在105°左右, 表现出良好的热稳定性, 同时涂层显著提高了复合材料的耐磨损性能。

为了提高铜(Cu)材料的耐磨性能,扩大Cu材料的应用领域,采用超音速激光沉积技术在纯Cu表面制备了石墨/Cu复合涂层,研究了不同石墨含量对复合涂层微观组织、显微硬度以及耐磨损性能的影响。研究结果表明,当原始粉末中石墨的质量分数从5%增加至15%时,复合涂层的沉积效率呈下降趋势。石墨作为一种软固体润滑剂,其在复合涂层中含量的提高会降低涂层抵抗塑性变形的能力,进而复合涂层的显微硬度随石墨含量的增加,从122.48 HV_0.2降至95.02 HV_0.2。此外,复合涂层的磨损率也随涂层中石墨含量的增加而降低。故当原始粉末中石墨的质量分数为15%时,所制备的复合涂层具有最优的耐磨损性能,平均摩擦系数为0.179,磨损率为0.71×10 ^-4 mm ³/(N·m)。不含石墨时涂层的磨损机制为黏着磨损,随着涂层中石墨含量的增加,磨损机制从黏着磨损转为磨粒磨损。

为了系统研究激光辐照对超音速激光沉积(SLD)Ti6Al4V涂层颗粒界面结合及致密性的影响并揭示涂层界面结合与其耐磨损性能的关系,采用不同功率激光在Ti6Al4V基板上制备了SLD-Ti6Al4V涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪和摩擦磨损仪等对涂层的微观特性、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能进行了分析。结果表明,激光辐照会诱使SLD-Ti6Al4V涂层中的颗粒在界面处发生原位氮化反应,生成氮化钛陶瓷相,且随着激光辐照功率的升高,氮化钛的尺寸和含量会增加。当激光辐照功率为800 W时,氮化钛陶瓷相的宽度可达4.5 μm,且在涂层中的面积占比可达28.06%。由于界面处的氮化钛陶瓷的相对孔隙具有闭合效应,SLD-Ti6Al4V涂层的孔隙率可从冷喷涂(CS)Ti6Al4V涂层的8.28%降至1.85%。由于高硬度陶瓷相的存在,SLD-Ti6Al4V涂层的显微硬度可达到360~370 HV。此外,SLD-Ti6Al4V涂层较Ti6Al4V基体和CS-Ti6Al4V涂层具有更优的耐磨损性能,这是由于SLD-Ti6Al4V涂层在高能激光束加热与高压氮气源的共同作用下,在颗粒界面处原位生成了Ti₂N、TiN等氮化物反应层,涂层致密度得到提高,颗粒之间形成了冶金结合,界面结合强度也得到提高。这些原位生成且结合良好的氮化钛陶瓷相使SLD-Ti6Al4V涂层的耐磨损性能得到提高。

通过激光熔覆技术在Ti811钛合金表面制备了Ti基复合涂层, 研究了涂层的物相组成、微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能, 分析了TiB2-TiC复合镶嵌结构的形成机理。结果表明：涂层主要由增强相TiC和TiB2、金属间化合物Ti2Ni以及基底α-Ti组成; TiB2的(0001)面和TiC的(111)面之间的错配度仅为1.057%, TiB2可以作为TiC最有效的异质形核的核心, 形成TiB2-TiC复合结构; 弥散强化、固溶强化和细晶强化效应使得涂层的显微硬度可达617 HV, 为Ti811钛合金的1.62倍; 涂层具有良好的摩擦磨损性能, 磨损体积、磨损深度和平均摩擦因数分别为175×10-3 mm3、80.13 μm和0.39, 磨损体积较基体约下降了26%。

采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了Fe-Ti-V-B-C合金系的陶瓷相颗粒增强涂层,利用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计及磨损试验机等测试与分析方法,研究了不同硼铁加入量对熔覆层组织与性能的影响。结果表明,熔覆层成形好,表面无夹渣,且与母材呈良好冶金结合。硼的加入,细化了涂层中均匀分布的陶瓷相颗粒,同时使基体组织由针状铁素体组织转变为珠光体和高碳马氏体组织。随着硼铁加入量的增加,涂层显微硬度随之提高,当硼铁加入质量分数达到25%时,涂层出现纵向裂纹。通过耐磨损性能测试,硼铁加入质量分数为20%涂层的磨损量仅约为母材的1/10。