[目的]针对醇类、硫醇类有机缓蚀剂易挥发、表面稳定性差的问题，提出结合高通量计算筛选(HTS)与机器学习(ML)的MOFs(金属-有机框架化合物)材料设计策略，以实现高效缓蚀剂载体的快速开发。[方法]以甲醇、乙醇、甲硫醇和乙硫醇为目标分子，通过巨正则蒙特卡洛(GCMC)模拟计算31 399种假设性MOFs(hMOFs)的吸附性能，并采用8种机器学习算法建立结构-性能关系模型。[结果]在选取的8种机器学习方法中，梯度提升回归(GBR)、随机森林(RF)、极端梯度提升(XGB)和极端随机森林(ET)这4种算法均能很好地预测出MOF-缓蚀剂的表面吸附性能，其中吸附热、密度和孔隙率是影响吸附性能的关键参数。通过调整金属活性中心和有机链接有望获得高性能缓蚀剂。[结论]本研究建立的“HTS+ML”方法具有高效、快速、准确的优点，不仅能够节省大量人力、物力和时间，还能为有机缓蚀剂的性能提升和实际应用提供理论指导。

[目的]研究直流脉冲磁控溅射工艺参数对Au薄膜微观结构及内应力的影响规律，为制备高性能Au薄膜提供理论依据。[方法]采用直流脉冲磁控溅射法在单晶硅片上沉积Au薄膜。研究了气体压强和薄膜厚度对Au薄膜的结构及内应力的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和探针式表面轮廓分析仪对薄膜进行表征。[结果]磁控溅射所得Au薄膜呈(111)晶面择优取向。随气体压强增大，薄膜的生长速率先增大后减小，晶粒尺寸减小，表面粗糙度增大，内应力先减小后增大。随薄膜厚度增大，晶粒尺寸和表面粗糙度增大，应力状态由张应力转变为压应力，并逐渐减小。[结论]本研究可为优化Au薄膜的沉积工艺提供理论指导。

[目的]研究Al含量对双相FeCoNiCrAl_x高熵合金（HEAs）涂层耐磨性的影响。[方法]采用激光粉末定向能量沉积（LPDED）技术在Q235钢表面制备了FeCoNiCrAl_x（x=0.5、0.7、1.0）涂层。研究了Al含量对FeCoNiCrAl_x合金涂层微观结构、显微硬度和耐磨性的影响。[结果]随着Al含量增大，FeCoNiCrAl_x涂层的相结构从FCC（面心立方）单相转变为FCC+BCC（体心立方）双相，最终变成单一BCC相。Al含量的增大显著提升了FeCoNiCrAl_x合金涂层的显微硬度和耐磨性，这主要与BCC相的高本征硬度、Al元素诱导的晶格畸变强化效应及摩擦过程氧化膜的形成有关。[结论]通过调控Al含量可有效优化FeCoNiCrAl_x涂层的相组成，当x=0.7时可获得FCC+BCC双相结构，赋予涂层高硬度和良好的耐磨性。

[目的]为解决当前航空发动机热障涂层孔探图像识别工作以人工目视为主、效率低且存在人为因素的问题，设计了一套基于图像识别与深度学习的发动机孔探图片识别系统。[方法]首先收集并整理了某航空公司一线飞机维修员拍摄的CFM56发动机涡轮叶片及燃烧室孔探图像，构建了发动机热端部件孔探图像数据集，接着对孔探图像进行预处理，最后用Blob分析对预处理后的孔探图像数据集进行特征提取与系统分析。[结果]该系统可有效识别发动机热障涂层的故障，运行快、准确率高且可对图像进行连续自动识别。[结论]利用图像识别技术对航空发动机热障涂层的孔探图像进行识别不仅可提高工作效率，而且可避免人为因素对航空安全的影响。

[目的]将硅烷和羟基化炭黑(C-Si)改性铝粉添加到水性富铝环氧涂层中以提高其耐蚀性。[方法]通过在Q235钢表面喷涂掺杂C-Si改性铝粉的环氧树脂，得到水性富铝环氧涂层。采用中性盐雾试验、扫描电子显微镜(SEM)、附着力测试、电化学阻抗谱(EIS)等手段，研究了不同C-Si改性铝粉添加量的涂层的防腐蚀性能及相关机理。[结果]C-Si改性铝粉制得的涂层可实现铝粉的牺牲阳极作用，延长金属基材的腐蚀时间，提高涂层的耐腐蚀性能。尤其是C-Si改性铝粉添加量为30%的涂层，其结构最紧密，无缝隙或断层，厚度均匀，经60d中性盐雾试验后未出现明显腐蚀现象。[结论]在水性富铝环氧涂料中，C-Si改性铝粉的加入对防腐蚀效果有明显的提升，其添加量为30%时，涂层展现出最优异的耐蚀性。

[目的]旨在研究碳钢金具的超音速火焰喷涂(HVOF)强化工艺，获得抗腐蚀和高耐磨的WC涂层。[方法]分别采用WC–Fe60(WC质量分数60%)和WC–12Co(WC质量分数88%)粉末，通过HVOF技术在Q235钢金具的工作区域制备了两种WC涂层，利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、盐雾试验机等手段考察了它们的显微组织和性能。[结果]两种WC涂层都能与Q235钢基体紧密结合，其中WC–12Co涂层中的WC相均匀致密，孔隙率在1%以内，与基体之间呈镶嵌过渡式连接。与现有金具的Q235钢基体和镀锌层相比，两种WC涂层的硬度、耐磨性和耐蚀性明显更高。[结论]受益于高硬、耐磨、耐腐蚀的WC相含量高和结构致密，WC–12Co涂层的各项性能最好，硬度和耐磨性分别是基体的8.35倍和5倍，耐蚀性是镀锌层的6倍以上。

[目的]利用电解质等离子抛光技术(PEP)对选区激光熔化(SLM)制备的多孔钛表面进行抛光处理，以满足医疗植入物对表面粗糙度的要求。[方法]通过分析抛光中多孔钛装夹方式和抛光深度变化对内表面抛光效果的影响来揭示等离子气体层(VGE)对材料去除的作用机制，使用超景深显微镜考察工作电压、抛光时间及电解液温度对多孔钛内外表面抛光效果的影响。设计了三因素三水平的正交试验，以确定最佳工艺参数，并对抛光前后表面形貌、物相组成及元素成分进行表征。[结果]在水平装夹的情况下，抛光深度3 cm时多孔钛内表面呈现金属光泽。VGE波动是PEP材料去除的关键。通过正交试验得到最佳工艺参数为：电压260 V，温度70℃，时间35 min。达到了1.81μm的平均表面粗糙度(Ra)。各因素对多孔钛表面粗糙度影响的大小顺序为温度>时间>电压。抛光后多孔钛表面有如下变化：光泽度和平整度显著提升；各衍射峰不仅强度显著增加，而且半高宽显著减小；氧元素含量下降，钛元素含量上升。[结论]电解质等离子抛光可以有效降低多孔钛内外表面的粗糙度，该工艺在医学上具有广阔的应用前景。

[目的]随着封装基板朝着高层数和高布线密度方向发展，层间互连盲孔的叠层数增多，盲孔发生失效的概率随之上升。[方法]通过扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射系统(EBSD)、聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)等分析手段，结合快速拉脱测试，研究了电镀铜起始电流密度和镀后热处理对盲孔底部界面结构和可靠性的影响。[结果]随电镀铜起始阶段电流密度增大，盲孔底部铜晶粒的外延生长逐渐减弱，盲孔的剥离力减小。经200℃氮气氛围热处理2 h后盲孔的剥离力提高。[结论]通过适当降低电镀铜起始电流密度并配合镀后热处理可有效提升盲孔的基底铜/化学铜/电镀铜界面的结合强度，进而提高封装基板的可靠性。

[目的]针对20Cr Mo钢曲轴在高转速工况下磨损严重的问题，采用直流磁控溅射技术在其表面制备TiN纳米涂层以提升其耐磨性。[方法]通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计、自动划痕仪和摩擦磨损试验机研究了溅射功率对TiN纳米涂层微观结构、显微硬度、结合力及摩擦学性能的影响。[结果]在80～180 W功率下所得TiN涂层均为（200）晶面择优取向的面心立方纳米晶。溅射功率为160 W时，所得TiN涂层的晶粒尺寸为（32.3±0.5） nm，厚度为1.64μm，结合力为41.45 N，显微硬度为740.61 HV，平均摩擦因数为0.449，比磨损率为52.73×10^-10mm³/（N·m），综合性能最佳。[结论]通过优化溅射功率可有效调控TiN涂层性能，显著提升20Cr Mo钢曲轴的耐磨性，本研究可为高转速发动机关键部件的表面强化提供可靠的方案。

[目的]为了提高球墨铸铁表面的耐摩擦磨损性能，考察了织构化球墨铸铁表面喷涂纯PTFE及以PTFE为主要原材料的复合涂层后的摩擦磨损行为。[方法]采用激光连续扫描的方式在球墨铸铁表面原位诱导生成不规则微织构阵列，并喷涂PTFE涂层和含有氧化铝纳米颗粒等材料的PTFE复合涂层。通过对表面硬度、磨损形貌、摩擦因数、磨损率、摩擦深度等方面的测试，探究球墨铸铁表面复合微织构在干摩擦下的摩擦行为及磨损机理。[结果]氧化铝/PTFE复合涂层较PTFE涂层具有更高的硬度和耐磨性，形成了更耐磨的润滑层。微织构能够储存一定量的涂层材料，在基体与摩擦副持续摩擦的过程中缓慢释放出涂层材料，对表面起到进一步的减摩作用。氧化铝复合涂层和微织构同时对球墨铸铁起到减摩抗磨的作用。相比于无织构的球墨铸铁试样，复合涂层微织构试样在平均摩擦因数和摩擦副磨损率方面分别减小了77%和88%，磨损形貌也大有改善，表面划痕小，只出现轻微的犁沟现象。[结论]表面微织构化及涂覆含氧化铝的PTFE纳米复合涂层可赋予球墨铸铁在干摩擦条件下优异的减摩抗磨性能。

[目的]为提高大型金属设备在高温工作环境下的使用寿命，研制开发了一款可以室温固化的耐高温防腐涂料。[方法]以烷氧基官能化的有机硅树脂作为成膜物质，探讨了固化剂、耐高温填料及防锈颜料对涂层力学性能、耐热性能及防腐蚀性能的影响。[结果]当有机硅树脂7197HGB与IC900的复配质量比为1∶1，以钛酸正丁酯作为固化剂，铝银浆、低熔点玻璃粉及防锈颜料的添加量分别为9%、15%和10%时，涂层综合性能最好。600℃下保温3 h后，涂层表观完整，耐冲击性(1 kg)仍有50 cm，耐中性盐雾时间可达240 h。[结论]该涂料能满足耐高温防腐应用的性能要求。

[目的]在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面化学镀Ni–P合金，以提高其硬度和耐磨性。[方法]研究了镀液温度和pH对化学镀Ni–P合金沉积速率，镀层宏观和微观形貌及显微硬度的影响。[结果]当温度为80℃、pH为4.2时，所得Ni–P合金镀层最均匀平整，表面胞状结构排列紧密，呈非晶态结构，显微硬度高达824.10 HV。[结论]本研究可为水电装备关键部件表面强化提供参考，但后续应进一步研究Ni–P合金镀层在复杂工况下的长期服役性能及其耐蚀性。

[目的]采用皮秒激光在20CrMnTi表面构建具有椭圆轮廓的双层织构，以减少唇形旋转油封中橡胶材料的磨损。[方法]研究了油润滑工况下双层织构的结构参数（包括面积率、织构总深度、上层织构深度）对20CrMnTi-丁腈橡胶摩擦副摩擦学性能的影响。[结果]当织构面积率为3%、总深度为25μm、上层深度为8μm时，20CrMnTi-丁腈橡胶摩擦副摩擦因数为0.08，丁腈橡胶的体积磨损率为1.2×10^-3mm³/（N·m），分别比无织构表面低38%和84%。[结论]双层椭圆织构通过优化流体动压润滑与接触压力分布，显著改善了摩擦副的摩擦学性能，为旋转油封的耐磨设计提供了有效解决方案。

[目的]开发一种混凝土超疏水涂层材料，提升混凝土的使用寿命。[方法]以水玻璃作为硅源，通过溶胶-凝胶法制备纳米SiO₂的同时，使用三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷（PFOTES）进行表面改性，获得了有机氟改性纳米SiO₂（F-SiO₂）。采用E-51环氧树脂（EP）作为成膜基质，F-SiO₂作为低表面能物质，酚醛胺T-31作为固化剂，在混凝土表面通过两步涂刷法制备了有机氟改性纳米SiO₂/环氧（F-SiO₂/EP）涂层，分析了混凝土的吸水性能、抗渗透性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能和抗冻融性能。[结果]F-SiO₂与EP的最佳质量比1∶5,F-SiO₂/EP涂层的静态水接触角和滚动角分别为168.2°和2.3°，表现出超疏水性能。经过紫外老化、砂纸摩擦、酸碱盐腐蚀或350℃高温测试后，该涂层仍表现出超疏水性（静态水接触角大于150°，滚动角小于10°），说明其耐久性优异。在混凝土表面涂刷F-SiO₂/EP涂层有效抑制了水分子和氯离子的渗透，缓解了混凝土的碳化，提升了混凝土的抗水、抗氯离子渗透性能及抗冻融性能。[结论]超疏水F-SiO₂/EP涂层作为一种性能优异的混凝土防护材料，在建筑和道桥领域具有广阔的应用前景。

[目的]在电解液中同时添加平均粒径均为3～5μm的hBN(六方氮化硼)和cBN(立方氮化硼)颗粒，通过微弧氧化(MAO)技术在TC6钛合金表面制备复合氧化膜，以提升其耐磨性和耐蚀性。[方法]采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、动电位极化曲线测试和球-盘磨损试验研究了hBN/cBN颗粒含量比(二者总质量浓度为3 g/L)对MAO膜层组织结构、耐蚀性及耐磨性的影响。[结果]多数hBN和cBN颗粒以熔融态形式存在于复合MAO膜层中，少量以颗粒的形式粘附在表面或填充到微孔中，还有部分分解并生成MoN、MoB等增强相。相比于无颗粒的MAO膜层，hBN/cBN颗粒复合MAO膜层具有更好的致密性和更高的显微硬度，因此具有更佳的耐磨性和耐蚀性。当hBN/cBN含量比为1∶2时复合MAO膜层的显微硬度最高，达1 228 HV。当hBN/cBN含量比为2∶1时所得复合MAO膜层的综合性能最佳，摩擦因数为0.35且波动较小，比磨损率为无颗粒MAO膜层的50%，腐蚀电流密度低1个数量级。[结论]hBN/cBN颗粒复合微弧氧化可显著提升TC6钛合金的耐磨性和耐蚀性，其中较佳的hBN与cBN质量浓度比为2∶1。

[目的]研究电泳沉积(EPD)电压和时间对石墨烯涂层结构和摩擦学性能的影响，为制备高性能石墨烯润滑涂层提供理论数据。[方法]采用金属离子修饰法制备出稳定的石墨烯悬浮液，基于COMSOL Multiphysics软件有限元仿真构建三维电泳沉积模型，研究了不同电极排布条件下的电场分布对石墨烯沉积均匀性的影响。通过显微形貌观察和摩擦磨损试验对比了不同沉积电压和不同沉积时间所得石墨烯涂层的结构和摩擦学性能。[结果]阴极和阳极尺寸之比为2∶3时可制得较为均匀的石墨烯涂层。电压较低(如5～20 V)时，所得石墨烯涂层结构致密，摩擦学性能较好；电压较高(如50～100 V)时，石墨烯颗粒的迁移速率较高，但容易发生团聚而削弱涂层的自润滑性能。沉积时间对石墨烯涂层摩擦因数的影响较小。[结论]电泳沉积电压是影响石墨烯涂层摩擦学性能的主要因素，在5～20 V的低电压下电泳沉积所得石墨烯涂层具有良好的减摩性能。

[目的]研究了影响动车组风挡橡胶老化的因素。[方法]通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等手段对老化风挡橡胶进行分析，并对不同清洗剂和蒸馏水浸泡后风挡橡胶试片的质量、硬度、官能团、表面粗糙度等方面的变化进行测试，考察了紫外线照射的影响。[结果]清洗剂对风挡橡胶的影响较小，但清洗后的紫外老化对风挡橡胶有一定影响，紫外老化后的风挡橡胶中C含量降低，O含量增加。[结论]风挡橡胶分子链的断裂，主要是分子层面的光化学降解，表面发生剧烈氧化反应，造成风档橡胶脆化。

[目的]管道是天然气运输的主要方式，而降低管道运输过程中的沿程阻力是提高运输效率的主要技术手段。[方法]优化设计了一种以环氧树脂E-51和固化剂腰果壳油改性酚醛胺为主的无溶剂内减阻涂料，测试了涂层的性能。[结果]该涂料的涂层性能指标符合非腐蚀性气体输送管道内涂层性能规范要求，在测试参数范围内涂层的减阻率为9.1%～28.6%。以塔里木净化气轮库复线工况为例，采用该内减阻涂层的管线减阻率可达27.9%。[结论]利用二聚酸和聚丙二醇二缩水甘油醚(PPGDGE)嵌段聚合改性环氧树脂及硅烷偶联剂改性颜填料有效提高了无溶剂减阻涂料的综合性能，涂料的防腐蚀、耐磨损、黏结强度及减阻性能优异。

[目的]开发一种适用于智能手表铝合金表壳体的真空电镀技术，以解决传统镀层结合力不足与耐蚀性差的问题。[方法]采用低温(80℃)真空电镀技术，在铝合金表壳体上制备Cr(Si)/Cr(Si)N/Cr(Si)CN/Cr(Si)C梯度镀层。通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了镀层截面的微观结构和元素分布。结合百格法、显微硬度测试、中性盐雾试验和酸性人工汗液试验评估了镀层的力学性能和耐蚀性。[结果]所得梯度镀层呈现均匀的镜面光泽，厚度约为3μm，显微硬度达600 HV，结合力良好，耐蚀性优异。[结论]本工艺制备的梯度镀层具有优异的综合性能，能够为智能穿戴设备铝合金部件的表面功能化处理提供可靠的技术方案。

[目的]针对弱酸性电镀Zn–Ni合金工艺中单阳极控制导致的镀液金属离子比例失衡问题，提出采用双电源分控双阳极策略，以提升工艺稳定性。[方法]通过独立控制锌阳极与镍阳极的电流分配比，在总电流密度2.0 A/dm²、温度30℃条件下电镀Zn–Ni合金，对比了不同周期（以120 A·h为1个周期）后镀液和镀层的性能。[结果]在周期性电镀960 A·h期间，镀层的外观、厚度和Ni质量分数，以及镀液的金属盐含量、分散能力和pH基本保持恒定。[结论]使用双电源分控双阳极的方法可有效解决镀液金属离子比例失衡问题，有效提高工艺的稳定性。