海洋占据地球表面积的 70% 以上，蕴藏着丰富的化学、矿产和生物资源，是未来经济发展的重要战略空间。海洋工程装备作为开发海洋资源的核心载体，其可靠性与耐久性直接影响海洋开发的效率与安全。然而，石油钻探、海上风电等装备的运动部件长期服役于高盐、高湿、强辐照及生物污损的极端环境，面临化学腐蚀、摩擦磨损的耦合损伤，导致部件过早失效，每年造成万亿元级经济损失。我国南海等区域的苛刻环境更加剧了这一问题，现有耐候钢、钛合金等材料难以满足高可靠性需求，摩擦 - 腐蚀耦合损伤已成为制约海工装备服役寿命的关键瓶颈。海洋环境的复杂性对装备表面性能提出严苛要求：化学腐蚀与力学磨损交互作用，加速材料表面失效；生物污损导致涂层防护性能下降，进一步放大损伤效应。尽管热喷涂、激光熔覆等表面涂层技术被视为解决腐蚀 - 磨损问题的最有效手段，但其在海洋极端工况下仍面临多重挑战：一是我国关键涂层材料（如 90% 的金属涂层原料、高端防污材料）和 100% 工业级冷喷设备依赖进口，存在 “卡脖子” 风险；二是现有涂层难以实现耐磨、防腐、自润滑及防污功能的一体化，多因素耦合损伤下的失效机制尚不明确，服役寿命预测体系空白。针对上述问题，研究团队提出基于冷喷涂、热喷涂与激光织构技术的 “双层结构” 复合涂层方案：底层设计：采用冷喷涂技术制备超致密 Ni 基高熵合金涂层，利用高熵合金的耐腐蚀特性提供长效防护，避免海洋环境中的电化学腐蚀；面层设计：通过热喷涂构建超高硬度 WC 基硬质合金涂层，增强抗磨损能力，抵御泥沙冲刷、空蚀等力学损伤；功能集成：借助激光织构技术在面层加工特定形貌的微结构，储存自润滑材料，实现磨损过程中的润滑介质持续补充，降低摩擦系数，延缓磨损失效。该研究聚焦涂层组分与结构优化、损伤机理分析及服役性能评价，旨在突破传统涂层单一功能局限，构建耐磨 - 防腐 - 自润滑一体化防护体系。通过多技术协同，实现涂层从 “单一防护” 向 “多功能耦合” 的升级，为极端环境下的运动部件提供长效保护。本课题的开展具有重要的理论与工程意义：在理论层面，揭示多因素耦合损伤下涂层的失效机制，完善表界面稳定性控制理论，为海洋环境材料设计提供新范式；在工程层面，攻克关键涂层材料与制备设备的国产化难题，打破国外技术垄断，支撑我国海洋工程装备的自主创新。从国家战略看，该技术是建设海洋强国、保障国防安全的重要支撑，对提升高端装备制造能力、实现 “双循环” 战略下的产业升级具有关键作用。
 

海洋环境,热喷涂技术,腐蚀,磨损,润滑,涂层