2026年, 第55卷, 第4期　
刊出日期：2026-02-25

  

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腐蚀与防护
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  高强钢阻氢涂层的研究现状与展望

  许洋, 汪笑鹤, 王玉江, 魏世丞

  表面技术. 2026, 55(4): 1-17. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.001

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  高强钢虽因其卓越的机械性能而广泛应用于航空航天、汽车等领域,但其应用深受氢脆问题的限制。本文系统综述了高强钢阻氢涂层的研究进展,重点分析了表面阻隔、氢捕获和扩散路径阻断三大机理,并评估了氧化物、氮化物、碳基材料及金属合金等涂层性能。阻氢涂层通过在材料表面形成致密保护层,有效阻止氢原子渗透。随着氢能产业的发展,该技术已从核工业拓展至储氢罐、输氢管道和燃料电池等民用领域,通过“物理阻隔-化学吸附-能垒调控”协同机制,显著延长材料寿命并降低氢脆导致的部件更换成本。目前开发的涂层体系包括氧化物、氮化物、碳基材料、金属合金及多层复合结构。研究人员系统研究了这些涂层的制备工艺、阻氢性能、微观结构和界面特性,但其阻氢机制尚未完全阐明,性能优化潜力巨大。涂层阻氢主要通过三大协同机制实现：表面屏障依靠致密微观结构阻断氢吸附解离;氢捕获利用纳米析出物等缺陷固定氢原子形成陷阱;扩散路径阻断通过多层结构或晶界工程延长氢迁移路径。现有制备技术各具特色：气相沉积薄膜质量高但成本高、速率低;热喷涂效率高但孔隙率大、结合力弱;电化学沉积成本低但涂层均匀性差。采用Devanathan-Stachurski电池等评价方法可有效量化涂层在实际工况下的氢通量、扩散系数等关键参数。
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  Cu-Ni-Sn-xSi合金静态腐蚀及冲刷腐蚀行为研究

  常卫卫, 陈明营, 武忠宇, 袁峰, 任京涛, 钱鸿昌, 李卫东, 刘新华, 张达威

  表面技术. 2026, 55(4): 18-27. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.002

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  目的 研究不同Si含量的低Sn铜合金在模拟海水介质中的静态腐蚀行为以及冲刷腐蚀行为。方法 制备Cu-12Ni-5Sn-0.25Mn-xSi（x=0.3,0.7）两种铜合金并进行后续冷轧和高温固溶处理,结合扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）观察合金中金属间化合物及腐蚀形貌。通过电化学阻抗谱（EIS）和动电位极化（PDP）分析合金的静态腐蚀行为,借助冲刷腐蚀试验机研究两种合金在不同流速腐蚀介质中的冲刷腐蚀行为差异。结果 在Cu-12Ni-5Sn-0.25Mn-0.3Si合金中没有观察到元素的偏析,而Cu-12Ni-5Sn-0.25Mn-0.7Si合金中过量的Si成分与Ni在高温下形成片状Ni₂Si金属间化合物。Cu-12Ni-5Sn-0.25Mn-0.7Si合金表现出更高的硬度（高21HV）以及在3.5%（质量分数）NaCl溶液中更弱的耐蚀性能,这归因于硬质的析出相与基体间形成微电偶,促进基体的溶解。两种合金在静态的NaCl溶液中随着浸泡时间延长,耐蚀性能逐渐提升。在3 m/s及6 m/s流速介质冲刷腐蚀过程中,合金表面未观察到氧化物膜层或大量的腐蚀产物堆积,且合金的腐蚀速率明显提升,失重量可达静态介质中服役合金的5倍以上。此外,两种合金的失重量差异在低流速下更为显著。结论 两种铜合金在静态NaCl溶液中能够形成完整且致密的氧化物膜层,对基体起到保护作用。而在3 m/s及6 m/s流速冲刷腐蚀过程中,两种合金表面刚形成的氧化膜层会因外力作用而脱落,导致基体的持续暴露和溶解。合金的腐蚀速率随流速增大、冲刷腐蚀时间延长而逐渐增大。Cu-12Ni-5Sn-0.25Mn-0.7Si合金在低流速下长时间冲刷后的失重率更高,归因于析出相诱导的局部腐蚀。而在高流速下,这种微电偶腐蚀导致的差异被减弱,归因于高流速能够促进腐蚀介质进入两种合金的点蚀坑中促进点蚀的扩展。
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  TC4钛合金在F^-离子溶液中的缝隙腐蚀行为研究

  张雅妮, 周航, 凌杰

  表面技术. 2026, 55(4): 28-39. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.003

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  目的 在海洋环境中,钛合金构件组装或与异种金属连接时形成的缝隙,极易成为腐蚀介质的渗透通道,由此引发的缝隙腐蚀严重威胁着海洋工程的安全运行。为深入探究这一问题,本研究以TC4钛合金（Ti-6Al-4V）为研究对象,利用自制缝隙腐蚀装置,系统考察了缝隙宽度及缝隙深度对其在含F^-溶液中腐蚀行为的影响。方法 采用失重试验、局部电化学等实验方法,结合扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）及X射线光电子能谱（XPS）等表征手段,重点分析了腐蚀速率、区域腐蚀产物组成、局部腐蚀电位分布及电化学过程特征。结果 在含F^-溶液中,TC4钛合金缝隙内的腐蚀产物主要为TiF₃、Na₂TiF₆和TiO₂,且随缝隙深度的增加,TiO₂含量逐渐减少,而TiF₃与Na₂TiF₆的含量则呈上升趋势。在0.1~0.3 mm的缝隙宽度范围内,0.2 mm时的缝隙腐蚀最为严重。此宽度下缝隙深处与缝隙口产生的电位差最大,且随腐蚀时间的延长,电位差进一步增大。氧匮乏状态下的“阳极”特征导致缝隙深处的腐蚀加剧并形成半闭塞电池,阳极区Ti^n⁺累积并水解使pH下降,F^-离子迁入,缝隙深处至缝隙口部形成电流回路,使得点蚀坑在缝隙深处优先萌生并长大。结论 在F^-离子溶液中,TC4钛合金缝隙腐蚀在缝隙底部最明显,且缝隙底部生成点蚀坑。
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  304SS双极板表面Cr/a-C复合涂层的制备与耐腐蚀性能

  刘朝坤, 董少阳, 甘浪, 任延杰, 崔星铖

  表面技术. 2026, 55(4): 40-51. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.004

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  目的 304不锈钢（304SS）双极板在质子交换膜燃料电池的酸性湿热环境下易被腐蚀破坏,从而影响燃料电池堆的稳定功率输出,在不锈钢双极板表面制备耐蚀导电涂层是解决这一问题的有效途径。方法 采用直流磁控溅射技术在304SS不锈钢表面高温沉积Cr/a-C涂层,采用SEM、EDS、XPS和拉曼光谱对Cr/a-C涂层的微观结构及组成进行表征,通过在0.1 mol/L H₂SO₄溶液环境中进行动/恒电位极化、电化学阻抗谱和循环伏安法评价涂层的耐腐蚀性能。结果 涂层均致密完好。在550 ℃、650 ℃、750 ℃温度下沉积涂层的腐蚀电流密度分别为3.17×10^-7 A/cm²、2.87×10^-7 A/cm²和1.55×10^-8 A/cm²。750 ℃沉积的Cr/a-C涂层表现出最佳的耐腐蚀性能,其在0.6 V(vs.SCE)恒电位极化10 h后电流密度为2.16×10^-8 A/cm²,在溶液中腐蚀1 000 h后,仍保持较高的电荷转移电阻（R_ct,3.12×10⁶ Ω/cm²）,在150次的循环伏安实验后,具有最低的峰值电流密度（1.43×10^-6 A/cm²）和转移电荷量（3.76 mC/cm²）。结论 在750 ℃的高温下Cr过渡层与a-C界面处发生扩散,形成扩散结构有效减少了涂层界面缺陷,提高了涂层与基体结合力,进而提升了涂层的抗腐蚀性能。
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  激光熔覆TiB₂-Cr₃C₂合金涂层对304不锈钢轴承耐磨与耐蚀性能的影响

  李智丽, 叶喜聪, 张林, 马存庆

  表面技术. 2026, 55(4): 52-63. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.005

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  目的 采用激光熔覆技术在304不锈钢轴承表面制备TiB₂-Cr₃C₂复合涂层,系统比较三种不同配比涂层（T5C15-304, T10C10-304, T15C5-304）的耐磨与耐蚀性能。方法 利用激光熔覆技术制备复合涂层,并通过XRD、SEM/EDS对涂层物相组成与显微组织进行分析;采用显微硬度、摩擦磨损和电化学极化测试系统评估涂层的力学与电化学性能。结果 涂层主要由Cr₃C₂、TiB₂、Fe₂B、TiC和Cr₂O₃构成。T10C10-304组织致密无裂纹;显微硬度测试表明,T10C10-304峰值硬度为821HV,为基体（301HV）的2.73倍。摩擦磨损试验显示,T10C10-304平均摩擦系数（0.219）和磨损率（2.52×10^-7 mm³·N^-1·m^-1）最低,相较基体分别降低约39%和63%。电化学测试结果表明,T10C10-304耐蚀性最佳,其腐蚀电流密度最低（1.6 μA/cm²）,腐蚀电位最高（-288 mV）,极化电阻高（305 320 Ω·cm²）。结论 TiB₂与Cr₃C₂质量分数各10%的T10C10-304涂层在兼具高硬度、低摩擦与良好耐蚀性方面表现突出,为化工轴承表面强化提供了可行且可靠的技术路径。 关键词：激光熔覆;TiB₂-Cr₃C₂合金涂层;304不锈钢;耐磨性;耐腐蚀性
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  席夫碱二醇改性聚氨酯涂层的制备及其防污性能研究

  张凯, 刘思雷, 桂泰江, 陈蓉蓉

  表面技术. 2026, 55(4): 64-73. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.006

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  目的 提高有机硅基低表面能涂层的静态防污能力和机械性能。方法 以聚四氢呋喃二醇（PTMG）与醇羟基封端聚二甲基硅氧烷（PDMS）为软段,并采用化学交联法将以席夫碱反应制备的席夫碱二醇（HPA）防污活性组分接枝到聚氨酯骨架中,制备了席夫碱二醇改性聚氨酯基低表面能防污涂层。结果 涂层的水接触角和表面能测试结果表明,引入PDMS软段后涂层的静态水接触角从(74.0±3.6)°（不含PDMS的涂层PDMS₀PU）升至(103.8 ± 3.0)°（PDMS_1:3PU）,表面能从45.4 mJ/m²（PDMS₀PU）降至21 mJ/m²（PDMS_1:2PU）,表明PDMS软段的引入能够大幅改善涂层表面润湿特性。经7天藻液浸泡后,涂层的抑制硅藻黏附率从(44.1 ±1.5)%（不含HPA的涂层PDMS_1:5PU₀）提升至(94.9±0.5)%（PDMS_1:2PU）,硅藻相对脱附效率为(62.6± 1.1)%。贻贝对高HPA含量的涂层表现出明显趋避效果,表明该涂层在动态及静态条件下均展现出良好的防污能力。此外,形成的氨基甲酸酯结构提升了涂层耐磨损能力以及与基材间附着力（>3 MPa）。结论 席夫碱二醇改性聚氨酯涂层通过席夫碱接触杀菌与PDMS低表面能特性的协同防污机制,有效弥补了传统有机硅低表面能防污涂层在静态防污方面的不足,拓展了其在海洋防污领域的应用。
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  大型污损生物附着对高强度钢牺牲阳极保护效果和氢渗透的影响

  王育鑫, 黄彦良, 侯晓宇, 蔡凡帆, 普佳艳, 辛宇

  表面技术. 2026, 55(4): 74-86. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.007

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  目的 系统研究了大型污损生物附着对高强度钢牺牲阳极保护效果及其氢渗透的影响。方法 通过在青岛胶州湾开展实海暴露实验,结合原位氢渗透监测、电化学测试、表面形貌分析及腐蚀产物表征等测试方法,对比研究了污损生物附着条件下对高强度钢的阴极防护效果以及氢渗透通量的影响。结果 大型污损生物的附着显著削弱了高强度钢的牺牲阳极保护效果并加剧了附着区域的局部腐蚀,不同污损生物造成的局部腐蚀形貌存在差异性。污损生物的附着改变了锈层的组成成分,促进了Fe₃O₄和FeS的形成。此外,污损生物的附着为氢渗透创造了更多的路径,使得高强度钢的平均氢渗透电流密度增大,从而提高了氢损伤的风险。结论 污损生物的遮蔽效应破坏钙质沉积层完整性,硬污损生物的紧密附着加剧局部腐蚀;紧密附着区域的厌氧环境促进腐蚀产物转化,同时该独特微区环境也增加了氢渗透的途径。这些发现为指导海洋环境中高强度钢结构大型污损生物腐蚀防护与安全评估提供了理论依据。
激光表面改性技术
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  增材修复质量预测模型及工艺优化研究进展

  郭伟, 谭孟佳, 薛祯, 王国举, 黄希

  表面技术. 2026, 55(4): 87-101. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.008

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  增材修复工艺参数与修复质量之间存在复杂的映射关系,工艺参数直接影响修复质量,优化工艺参数是调控修复质量的有效方法;建立增材修复质量预测模型旨在揭示工艺参数与修复质量之间的关系,对实现工艺参数优化具有重要意义。基于此,在预测模型方面,对回归分析模型和机器学习模型在增材修复领域的研究现状进行综述,重点阐述机器学习中神经网络、随机森林和支持向量机三种典型的预测模型,并对比分析各模型的优缺点;在工艺优化方面,综述田口法、响应曲面法和机器学习算法在增材修复领域的研究情况,分类阐述响应曲面法中鲍克斯-本肯设计和中心复合设计两种方法,重点分析机器学习算法中遗传算法和粒子群优化算法在增材修复工艺优化中的研究进展。最后对预测模型和优化方法在增材领域的应用现状进行总结,并对其未来发展方向做出展望。
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  WC颗粒增强激光定向能量沉积Co基耐磨涂层强韧化行为研究

  岳海涛, 王嘉鹏, 吕宁, 郭辰光, 戴卫兵, 薛胜利

  表面技术. 2026, 55(4): 102-114. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.009

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  目的 满足工程机械关键零部件在高载荷、强摩擦和冲击等严苛工况下的服役需求。方法 采用激光定向能量沉积技术,结合变工艺间断搭接加工策略,制备了不同质量分数WC颗粒（0%~50%）的WC/Co基复合涂层,系统性地分析了WC颗粒含量变化对WC/Co基复合涂层成形质量、显微组织、物相组成、宏微观硬度、抗冲击性、耐磨性及强韧化行为的影响规律。结果 研究结果表明,随着WC颗粒含量的增加,熔池流动性下降,气体逸出受阻,导致涂层表面间距增大、孔隙率上升。添加WC颗粒显著提升了涂层的硬度和耐磨性,其增强机制主要包括硬质颗粒强化、晶粒细化强化、弥散强化以及颗粒遮挡保护效应。随着WC含量从0%增加至50%,涂层在冲击载荷下的抗变形能力持续增强,但WC含量过高会导致涂层内部产生裂纹缺陷,从而削弱局部承载能力。当WC颗粒含量为40%时,WC/Co涂层展现出最佳的强韧性平衡,兼具较高强度与良好韧性,有效提升了涂层的整体耐久性。结论 揭示了WC颗粒含量与WC/Co基复合涂层性能的内在关联,为高性能陶瓷颗粒增强金属基复合涂层的优化设计提供了普适性理论依据和性能调控技术指导。
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  水导激光加工金刚石/铜复合材料去除实验研究

  黄嘉骏, 黄亚军, 王湘博, 叶雨飞, 覃学钱, 曾怡智, 谢小柱

  表面技术. 2026, 55(4): 115-123. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.010

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  目的 探究水导激光加工金刚石/铜复合材料的去除机理。方法 采用单因素实验法对金刚石/铜复合材料进行单道划槽实验,并对水导激光加工金刚石/铜复合材料的去除过程进行研究分析。结果 水导激光加工金刚石/铜复合材料的去除机理为,在激光的热作用下,铜基体熔化而金刚石颗粒发生石墨化,在水射流的冲击作用下,熔融铜基体和金刚石颗粒表面的石墨层被机械剥离,加工过程中产生的等离子体冲击波可促进熔融铜和石墨层的排出。当铜基体和金刚石颗粒之间的去除深度差较大时,铜基体对金刚石颗粒的结合力下降,在热应力和水射流冲击力的作用下,出现金刚石颗粒脱落和铜基体边缘隆起的缺陷。通过单因素实验发现,增加脉冲能量、降低扫描速度和增加扫描次数可增加沟槽深度。沟槽宽度主要受脉冲能量的影响,随脉冲能量的增加而增加。材料去除率随脉冲能量、扫描速度和水射流压力的增加而增加,随加工次数的增加而减小。沟槽底部去除深度差随脉冲能量和扫描次数的增加呈上升趋势,随扫描速度和水射流压力的增加呈下降趋势,去除深度差可控制在31.4 μm以内。基于单因素实验研究,实现了高质量切割和微通道热沉的制备。结论 水导激光加工金刚石/铜复合材料具有热影响区小、可避免金刚石颗粒脱落的优势,可实现金刚石/铜复合材料的低锥度、低表面粗糙度切割和形貌均匀且可重复性良好的微通道热沉制备。 关键词：水导激光;金刚石/铜复合材料;单道划槽;去除机理;烧蚀形貌
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  激光表面重熔技术对医用Mg-1Mn-2Zn合金表面性能的影响

  丁聪, 刘鹏, 符瑞泽, 高冬芳, 乔阳

  表面技术. 2026, 55(4): 124-137. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.011

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  目的 旨在通过激光表面重熔（LSR）技术改性自制Mg-1Mn-2Zn合金,优化其组织与性能,为医用镁合金推广应用提供理论依据。方法 以自制Mg-1Mn-2Zn合金为研究对象,经T6时效热处理后,采用600、800、1 000、1 200 W激光功率进行LSR处理（扫描速度10 mm/s等参数）。通过微观组织分析、XRD分析、硬度测试、摩擦磨损试验、电化学腐蚀试验及生物相容性测试（MC3T3-E1细胞实验）,探究处理前后性能变化。结果 LSR处理在镁合金表面形成均匀致密熔化层,熔凝区几何尺寸随功率增大而增加,1 000 W后增速放缓;熔化层晶粒细化,在600 W时获得最细晶粒,XRD显示物相不变但衍射峰偏移,表明晶粒细化。600 W时表面硬度为74HV,较基体提升32%,摩擦系数降低至0.218 3,较原始试样下降29.82%,磨损量减少至2.9 mg;1 000 W处理样品显示优异的耐腐蚀性,腐蚀电位-1.168 V,正移0.553 V,腐蚀速率0.779 mm/a,较原始试样降低83%。LSR处理后的抛光试样在72 h保持较高的细胞存活率,表现出良好的生物相容性。结论 激光表面重熔技术可显著提升Mg-1Mn-2Zn合金的力学、耐磨及耐腐蚀性能,600 W功率处理在硬度与耐磨性方面表现最佳,1 000 W处理则有效增强了镁合金表面耐腐蚀性,并且LSR处理后样品保持了良好的生物相容性。
功能表面及技术
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  超润湿材料的研究进展及在油水分离中的应用

  武天豪, 王玉华, 屈婷, 郑贤敏, 张海龙

  表面技术. 2026, 55(4): 138-159. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.012

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  随着海洋经济贸易和生产制造工业的发展,海上溢油事故及工业含油废水污染等问题日趋严峻,因此开发快速清除水面溢油、高效实现油水分离的新型环保材料成为当下的研究热点。本文综述并探讨了近年来超润湿材料在油水分离系统中的最新进展,并重点从以下几个方面进行介绍：首先阐述了超润湿材料的制备方式,其次具体介绍了多种超润湿材料,包括超亲油及超亲水性多功能材料、超润湿气凝胶材料、Janus材料以及智能响应润湿性材料。这些材料通过仿生等多种设计理念和接枝等多种制备技术所开发,不仅具备优异的油水接触角,还在渗透通量及机械强度等方面展现出良好应用潜力。虽然超润湿材料具备诸多出色性能,但在实际应用中仍会受到长期稳定性不足等缺点限制,现今人们正通过改善相关界面修饰技术等方式来应对该挑战。综上：新型超润湿材料将是未来最具潜力的环保材料,耦合多种润湿特性材料的应用工作尚需更加深入的展开探索与研究。
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  超疏水-疏水相间表面气泡和气膜驻留稳定性及其减阻性能研究

  杨千帆, 史雪松, 张童斌, 徐学锋

  表面技术. 2026, 55(4): 160-170. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.013

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  目的 探明超疏水-疏水相间表面气-液界面形态随时间的动态演化过程,揭示超疏水-疏水相间表面减阻特性随时间、流速的演变规律。方法 在7075铝片上,通过调控紫外纳秒激光的脉冲能量、扫描速度和加工路径,制备封闭微腔阵列结构,然后预留特定宽度的带状区域不进行激光加工,得到微腔阵列结构和未加工区域相间的表面,再经过低表面能物质（氟硅烷）处理,得到超疏水-疏水相间表面,其中激光加工区呈超疏水性（接触角为158.8°、滚动角为0.8°）,未加工区呈疏水性（接触角为131.2°）。结果 流速为1.53~4.43 m/s时,超疏水-疏水相间表面的超疏水区会形成气膜,并附着长条状的气泡带（简称“气泡条”）,具有减阻效果。在低流速条件下（1.53 m/s）,当疏水区的宽度为0.5 mm时,表面最高减阻率为35.56%,优于均匀超疏水表面的减阻率（32.86%）。随着水流作用时间不断增加,气泡条和气膜的覆盖面积均逐渐减小至消失,气泡条的维持时长约12 min,气膜的维持时长可达6 h,在0.5 h内超疏水-疏水相间表面的平均减阻率高于均匀超疏水表面。在高流速条件下（4.43 m/s）,超疏水-疏水相间表面的减阻率低于均匀超疏水表面。结论 在较低流速和短时间内,由于气泡条的存在使超疏水-疏水相间表面的减阻效果优于均匀超疏水表面。该研究对于提高水下航行器减阻率、发展可持续减阻策略、满足多样化应用领域的减阻需求具有重要借鉴意义。
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  基于iCVD技术的超疏水光热复合防冰涂层

  周国伟, 邹晖, 田诗琪, 陈威, 高辰珂, 叶羽敏

  表面技术. 2026, 55(4): 171-181. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.014

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  目的 通过引发式化学气相沉积（iCVD）技术结合聚二甲基硅氧烷（PDMS）/纳米碳管（CNT）纳米复合材料制备具有纳米锥阵列的超疏水光热复合涂层,并研究其疏水性及抗结冰性能。方法 将不同质量分数的CNT与PDMS混合以制备纳米复合薄膜,采用iCVD方法在复合薄膜表面沉积纳米锥阵列。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和接触角测试仪对涂层的成分、形貌及润湿性进行表征。通过测试结冰延迟时间、冰黏附强度和光热融冰效应评估样品的抗结冰性能。通过冻融循环、耐酸碱和水滴冲击测试评估样品的耐久性。结果 质量分数为2%的CNT与PDMS混合制备的纳米复合薄膜具有优良的光热效应。在薄膜表面制备纳米锥阵列涂层,其静态水接触角达到151.8°,滑动角低至2°,展现出优异的疏水性。凭借涂层的微纳结构和低表面能及光热材料的协同作用,在温度为-15 ℃、湿度为65%环境下,延迟结冰时间高达982 s,达到未沉积涂层样品的2倍,冰黏附强度低至9.8 kPa,达到未沉积涂层PDMS样品的20%以下。在冻融循环、水滴冲击测试、耐酸碱测试之后,复合涂层依旧具有超疏水性,展现出良好的化学稳定性和机械耐久性。结论 在PDMS/CNT纳米复合材料上采用iCVD一步沉积纳米锥阵列涂层,所制备的样品具有良好的疏水性、光热和抗结冰性能,展现出在户外电力设施,如绝缘子等表面抗结冰方面的巨大应用潜力。
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  304不锈钢表面电磁屏蔽涂层的制备及力学性能

  赵功奥, 李达, 贾宜委, 孙万华, 邱吉, 王鹤峰, 邢学刚

  表面技术. 2026, 55(4): 182-190. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.015

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  目的 基于双辉等离子表面合金化（DGPSA）技术,在304不锈钢表面制备了FeNi合金涂层以提高304不锈钢的电磁屏蔽性能。方法 采用双辉等离子表面冶金炉,在两种不同保温温度条件下制备了FeNi合金涂层;采用SEM和XRD表征涂层微观结构与物相组成;采用矢量网络分析仪测试X波段（8.2~12.4 GHz）电磁屏蔽效能;采用纳米压痕法分析应变率对硬度和弹性模量的影响规律。结果 900 ℃制备的涂层厚度约6 μm且含少量缺陷,950 ℃制备的涂层厚度增至12 μm且涂层致密度显著提升;两种温度制备的涂层均具有面心立方（FCC）晶体结构。900 ℃与950 ℃制备的涂层在X波段分别具有29 dB与35 dB的屏蔽性能。950 ℃制备的涂层硬度和弹性模量分别为2.04 GPa与123.6 GPa;硬度随应变率增加而增加,表现出明显的应变率效应,而弹性模量基本保持稳定。结论 镍含量较高的FeNi合金涂层显著降低了磁晶各向异性,通过涡流损耗与磁滞损耗的协同作用衰减入射电磁波能量;相较于900 ℃制备的涂层,950 ℃制备的涂层致密度更高,有效减少了界面缺陷引发的磁通泄漏。同时,涂层优异的延展性可有效避免脆性断裂,使其在动态载荷工况下具有更广阔的应用前景。
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  不同Ni含量镍包石墨的吸波性能研究

  司佳佳, 苏晓磊, 张亮, 付晓艳, 侯水利

  表面技术. 2026, 55(4): 191-197. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.016

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  目的 通过制备不同Ni含量镍包石墨/石蜡复合样品,探讨镍包石墨的介电性能、磁性能及吸波性能,确定最佳的比例与工艺,拓展镍包石墨在吸波材料领域的应用。方法 采用二次包覆的方法代替传统工艺,不采用贵金属活化,在石墨上进行化学镀镍研究,对镍包石墨复合粉体进行XRD（X射线衍射）分析和镀层形貌分析,使用矢量网络分析仪通过矩形波导方法测试镍包石墨复合粉末的电磁参数。结果 通过对比实验得知,随着镍含量升高,石墨表面的镍颗粒数量增多,颗粒之间彼此相互连接,镀层趋于致密,但镍含量过高时,游离镍增多,出现明显团聚,易引发爆发式形核;当Ni含量（质量分数）为45%,样品厚度为1.6 mm时,镍包石墨/石蜡复合样品的反射率在频率为10 GHz处可达-26.5 dB,在9.3~10.7 GHz范围内的反射损耗均低于-10 dB。结论 镀层致密并不利于镍包石墨的吸波性能,片状石墨表面分布适量不规则的镍颗粒,有利于改善镍包石墨的吸波性能;镍包石墨的吸波性能较好,未来有望拓展其在防辐射织物、特种面料等产业用纺织品领域的应用。
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  三维有序光子晶体红外特性仿真研究

  池铫, 吴护林, 周陈婷, 汪宁, 张天才, 邓贤明, 王永凤

  表面技术. 2026, 55(4): 198-207. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.017

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  目的 系统研究三维有序光子晶体的中远红外特性,并推动其在红外隐身领域的应用,旨在解决传统低发射率金属涂层不利于多波段（可见光/红外/雷达）兼容隐身的问题。方法 通过Translight可视化计算软件（基于矩阵传输法）进行仿真,以3~5 μm波段为例,系统研究了光子晶体涂层厚度、入射角度、微球粒径及材料折射率对其红外辐射特性的影响。结果 研究发现,在相同厚度下,蛋白石结构的禁带宽度显著小于反蛋白石结构,故优选反蛋白石结构作为低发射率涂层。随着蛋白石微球粒径的增加或者结构材料的折射率增大,禁带的中心点波长越大,禁带越宽;增加涂层厚度可提升材料反射率,并引起禁带中心波长蓝移;一旦形成稳定禁带,其中心波长及宽度不再随厚度变化;针对3~5 μm工作波段不同粒径的反蛋白石光子晶体在大角度（入射角>45°）红外探测下展现出优异的隐身效果。结论 仿真获得的禁带中心波长与布拉格方程计算结果高度一致,验证了模型的高可靠性,也通过实验与文献结果对比论证了光子晶体基材的折射率越低、红外效果越不明显的结论。另外,通过明晰三维有序光子晶体在中远红外特性,为设计高效红外隐身涂层提供了直接的理论依据和参数优化指导,推动了该材料在红外隐身技术中的应用。
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  激光加工医用聚醚醚酮表面微织构及性能研究

  赵建祥, 桑顺恒, 闫续中, 高冬芳, 赵洋洋, 乔阳

  表面技术. 2026, 55(4): 208-218. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.018

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  目的 提高聚醚醚酮（PEEK）作为骨科植入材料的骨整合能力与生物相容性。方法 采用紫外激光加工技术,在PEEK表面构建了不同中心距的正交微织构,通过对比抛光表面与四种织构参数组试样的表面粗糙度、羟基磷灰石矿化能力及成骨细胞活性,揭示了微织构形貌与生物响应之间的构效关系。结果 织构中心距对表面粗糙度（Ra）调控具有显著的规律性：随中心距从100 μm增至400 μm,表面粗糙度由8.23 μm渐降至3.05 μm,呈准线性衰减趋势。通过模拟体液浸泡实验发现,300 μm中心距组试样表面羟基磷灰石沉积能力呈现最优状态,其矿化层连续且结晶颗粒显著聚集。细胞实验显示,所有试样RGR值均>90%,毒性等级为0级,表明激光加工PEEK未引入生物危害性副产物。通过对比发现,300 μm中心距的正交织构接触角为最小值62.020°,亲水性提升最大,对成骨细胞行为的正向调控最为显著,培养72 h细胞增殖活性达到无织构表面的3.2倍,显微观察细胞伪足沿织构沟槽定向延伸,体现出典型的接触诱导生长特征。结论 激光加工的正交织构可通过调控表面形貌显著改善PEEK材料的骨整合能力与生物相容性,且中心距为300 μm的正交织表现最佳。
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  低温固化磷酸盐无机阻气涂层的制备及性能研究

  王鲲, 李莎莎, 卢彩彬, 史佳文, 秦峻, 陶钧

  表面技术. 2026, 55(4): 219-228. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.019

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  目的 设计并制备一种低温固化磷酸盐无机阻气涂层,以提升混凝土表面防护涂层的施工性能。方法 磷酸盐无机涂层因其优异的附着力、耐高温性、无毒环保、成本低廉及安全性高等优点,在结构表面防护领域备受青睐。本研究成功制备了一种磷酸盐无机阻气涂层（AHPM）。该涂层以磷酸二氢铝（(25±2)%）为胶黏剂、氧化铝（(48±2)%）为填料、改性氧化镁（(2±1)%）为固化剂,并辅以防沉剂（1.8%）和消泡剂（0.2%）制备而成。将AHPM均匀涂覆于混凝土基底后,在200 ℃热处理条件下完成固化。为定量评价涂层阻气性能,创新性地提出了涂层-混凝土双介质气体渗透模型。通过线性拟合不同测试气压下测得裸混凝土试块及涂覆特定厚度AHPM涂层的混凝土试块的气体渗透率数据,结合达西定律计算得出无机阻气涂层本身的气体渗透率。结果 该磷酸盐无机涂层成膜性良好、制备工艺简单、表干时间短、有效使用期长。经200 ℃热处理10 min后完成固化,涂层展现出以下优异性能：与混凝土基底的结合强度高（>5 MPa）、阻气性能优异（渗透率为6.89×10^-18 m²）、高温烧失率低（2.42%）。这表明该涂层在高温下性能稳定,适用于高温环境下的防护应用。结论 基于磷酸盐无机阻气涂层的固化机理分析及实验结果,可以确定：在200 ℃加热条件下,涂层发生脱水缩合反应实现完全固化。固化后形成由铝磷酸盐相构成的固体三维铝磷酸盐（P—O—Al）网络结构。该结构显著提升了涂层的黏接强度、结构密封性、耐水性及热稳定性。
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  玻璃熔剂与颜色填料对光伏镀釉玻璃釉层剥离强度的影响

  黄艳萍, 单演炎, 孟庆法, 孙晓洋, 卢佳妍, 蒋杰, 王亿

  表面技术. 2026, 55(4): 229-237. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.020

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  目的 为探究双玻光伏组件中镀釉玻璃釉层剥离强度的影响因素及机理。方法 采用不同熔点的玻璃熔剂及不同颜色填料制备光伏镀釉玻璃,搭配不同胶膜进行了剥离强度试验,通过水接触角和扫描电镜对镀釉玻璃釉层表面浸润性和微观形貌进行了表征。结果 从釉层与胶膜间机械作用力、浸润性、物理吸附和化学键合等方面,分析了玻璃熔剂和色料对釉层剥离强度的影响。低熔点玻璃熔剂与钛白粉制备釉层与胶膜间剥离强度可达125 N/cm,较常规玻璃熔剂与铜铬黑制备釉层剥离强度提高37 N/cm。结论 玻璃熔剂对釉层剥离强度影响较大,低熔点玻璃熔剂制备釉层表面浸润性良好,加入Bi₂O₃提高了界面上Si—O—Si键的形成率,进一步提高了界面能。颜色填料极性差异导致釉层表面粗糙度不同,极性钛白粉形成的堆积结构增加了与胶膜的黏接接触,提升了界面黏接性能。
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  石墨烯散热膜结构-性能多维度构效关系研究

  王良旺, 文芳, 郭华超, 熊磊, 何立粮

  表面技术. 2026, 55(4): 238-245. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2026.04.021

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  目的 全面系统地理解石墨烯散热膜结构与性能的关系。方法 选择了4种石墨烯散热膜试样,通过SEM、AFM、Raman、XRD、XPS等,对石墨烯散热膜的微观形貌、结构成分进行了系统性的表征;结合激光导热仪、万能材料试验机、薄膜方阻测试仪以及差示扫描量热仪,测试了石墨烯散热膜的导热性能、力学性能、电学性能及热稳定性,分析了性能与结构之间的内在关联。结果 研究发现,较少的孔隙、良好的致密性有利于石墨烯散热膜形成良好的导热和导电通路,并且能够抵抗形变,保持良好的力学性能;而膜层表面的褶皱和层间空洞会降低热传导性能。其次,充分论证了石墨烯散热膜制备过程中,石墨烯基面的碳原子会发生重排,使其存在石墨化现象,形成石墨结构;并且,较少的结构缺陷和含氧量有利于声子传播,增强散热膜的导热性和导电性。此外,证明了碳氧比（C/O）增大,有利于提升石墨烯散热膜的导热性能。最后,研究表明石墨烯散热膜随着厚度增加,热导率降低;密度越高,导热系数相对较高,拉伸强度越大。结论 石墨烯散热膜的微观形貌与结构成分的结构特性间相互作用,协同影响,共同塑造了其在导热、力学、电学等方面的宏观性能。