一、团队简介

表面科学与工程技术团队主要从事表面改性、表面处理、表面涂覆、复合表面工程及功能表界面技术的研究、开发、咨询、对外服务及人才培养等工作。科学研究方面，获多项国家级、省部级及市厅级科技项目支持，在国内外学术期刊发表SCI及邀请学术论文百余篇，获多项国家授权专利，并获科技进步奖多项。对外服务方面，为企业提供各种技术支持，开发了系列高效节能技术工艺及成套装备，同时为企业培训大量表面工程技术人员。人才培养方面，培养的材料科学与工程学科本科生已成为国内外企业的高级技术人才；培养的研究生部分进入企事业科研院所从事研发工作，部分前往国内外知名高校攻读博士学位。近年来，取得的技术成果部分达到国际先进水平，并在企业进行了成果产业化，如发动机活塞表面陶瓷化、PIP活塞杆、纳米硬质复合膜刀具、轻质柔性电磁屏蔽纤维、铝铬氮复合活塞环、电动汽车耐磨减摩涡旋盘、交互式等离子氮化技术及装备等在全国各地应用。

二、研究方向

1、金属表面陶瓷化技术（阳极氧化、微弧氧化、微弧熔覆、化学复合镀、等）。

2、材料表面改性新技术（电/化学转化膜、PIP技术、等离子注入、交互式离子氮化、着色技术、等）。

3、高硬耐磨复合涂层制备技术（磁控溅射离子镀、等离子喷涂/喷焊、激光熔覆、等）。

4、减磨耐蚀复合涂层制备技术（电泳涂装、静电喷涂、特种涂装、电化学沉积、等）。

5、功能表面与智能涂层制造技术（辐射制冷、防冰除冰、电磁屏蔽、超疏水自清洁、等）。

三、科技成果

1、抗电磁干扰材料、电磁屏蔽零部件——制造技术

（1）技术理论：基于电/磁偶极子协同作用下电磁波的多重损耗与能量转化，采用物化沉积/原位聚合/逐层组装策略定向排布电/磁组分于多界面结构构筑高吸收电磁屏蔽零部件。（2）产品特性：优异的电磁屏蔽效能，出色的电磁波吸收性能，良好的结构稳定性，高强且轻柔，一定的耐蚀、阻燃、隔热、疏水、光热、传感和自愈合特性。（3）应用领域：国防军工、航空航天、船舶舰艇、高速列车、通讯装置、电子设备、安防装备、智能机器、医疗仪器、移动电话、特种车辆、家用电器、便携穿戴、等。

技术原理及工艺流程图

2、防/除冰涂层、防覆冰涂层——制造技术

（1）技术理论：采用多相分离与物化沉积策略构建热反射隔离层，利用光热/电热粒子逐级组装微纳功能层，主/被动联合构筑兼具抑冰/疏水/润滑/光热/电热多功能防/除冰涂层。（2）涂层特性：优异的防/除冰·霜·雪·凇性能，出色的光热/电热自调节性，良好的抑冰成核与疏冰降粘特性，较好的耐候耐久、耐蚀耐磨、疏水清洁、防污去污与自恢复性。（3）应用领域：输电线路、绝缘伞裙、风机叶片、飞机机翼、船舰甲板、海上平台、救援设备、通信系统、雷达天线、火炮器械、道路路面、交通轨道、冰层钻具、等。

技术原理及工艺流程图

3、超疏水涂层、自清洁涂层——制造技术

（1）技术理论：采用晶体修饰策略诱导金属离子靶向吸附与螺旋生长构建纳米锥支撑层，利用无氟浸渍策略在支撑层表面构筑兼具高弹跳和定向运输功能化的超疏水自清洁涂层。（2）涂层特性：优异的超疏水性，出色的自清洁功能，良好的防污去污性，极低的表面张力，独有的高弹跳性和定向运输功能性，一定的耐蚀耐磨性，等。（3）应用领域：高压线表面防冰防雪，零部件表面防腐防污，玻璃表面功能化自清洁，特定系统定向油水分离，电极界面气泡运输，微流体装置和能量转换系统，等。

技术原理及工艺流程图

4、微纳气敏材料、气体传感器——制造技术

（1）技术理论：基于定向电磁场与镍晶自生磁场的共诱作用进行取向吸附与自组装构建纳米锥，采用原位氧化与叠层封装策略构筑具有快速吸附与解吸目标气体的气敏传感器。（2）器件特性：优异的稳定性，出色的灵敏度，良好的选择性，快速的响应与恢复性，较好的防腐耐蚀和抗氧化性，综合气敏性能不受湿度影响，且可实现室温吸附与解吸附。（3）应用领域：制冷系统，畜牧养殖，食品加工，肥料生产，纤维合成，文物保护，采矿采气，医学诊断，家居家装，交通运输，海洋探测，国防安全，等。

技术原理及工艺流程图

5、化学转化膜、化合物隔离层——成套技术

（1）技术理论：利用金属的表层原子和选配介质的阴离子在液相物理化学环境进行调控反应，在金属零部件的表面形核组装并沉积构建出一层附着力良好的不溶性化合物转化膜。（2）膜层特性：良好的防腐耐蚀性，优异的美观装饰性，一定的润滑减磨性，不仅可有效避免装配零件的电偶腐蚀，同时可提升部件的耐磨性、绝缘性、光吸收与反射性、等。（3）应用领域：工程机械、纺织机械、化工机械、烟草机械、食品机械、医疗器械、仪器仪表、建筑装饰、汽车工业、电力电子、兵器装备、高铁轮船、空天器械、等。

团队自主研发配方及不同膜层标样

6、化镀合金层、电镀合金层——成套技术

（1）技术理论：利用均布高活性催化核心激发定向原位氧化还原反应，采用金属离子络合与分解及还原介质得失电子的可调控性在零部件表面构建出一层附着力良好的合金层。（2）膜层特性：优异的耐磨耐蚀性，出色的耐温导电性，良好的基材仿形性和镀层平整性，无尖角效应，结合强度高。（3）适用基材：金属基材、塑胶基材、纤维基材、陶瓷基材、玻璃基材、等。（4）应用领域：航空航天、兵器装备、交通运输、仪器仪表、电力电子、建筑装饰、纺织机械、烟草机械、医疗器械、化学工业、石油工业、食品工业、采矿工业、等。

不同镀层标样

7、金属/树脂高强度直接连接技术

（1）技术理论：在不使用粘接剂的情况下，通过将表面纳米化的金属嵌件与树脂一体化注塑成型、形成微纳米锚栓结构实现异种材料的高强度直接连接。（2）结合特性：剪切强度可达30MPa以上，同时具有优异的密封性能。（3）适用基材：铝、铜、镁、钛等金属材料。（4）应用领域：3C电子产品、汽车工业、电池封口板、无人机等轻量化需求领域。

技术原理与工艺流程及应用领域

8、轻合金表面陶瓷化技术

（1）技术理论：利用电化学反应在金属表面原位生长出陶瓷膜，以提高材料的表面硬度、耐磨、耐蚀绝缘、抗菌等功能性。（2）膜层特性：结合强度高、厚度均匀可控、优异的耐磨耐蚀性能。（3）适用基材：铝、镁、钛等轻合金材料。（4）应用领域：航空航天、兵器装备、交通运输、仪器仪表、电力电子、建筑装饰、纺织机械、烟草机械、医疗器械、化学工业、石油工业、食品工业、采矿工业、等。

团队与企业联合研发的部分产品展示

9、双阴极辉光等离子氮化技术、装备及产品

自主研发基于独立控制双阴极的脉冲渗氮装备及技术，与传统辉光离子氮化技术相比，减少打弧现象及空心阴极效应、加快渗氮速度、工件外观质量好。可在黑色金属及高温合金表面进行渗氮，大幅度提高材料表面硬度（基体硬度的4~6倍，1200HV以上）、耐磨性、耐蚀性及抗疲劳性等，零件外观丰富：银灰、黑灰、蓝色和纯黑（发蓝处理后）等。

团队自主研发的离子氮化设备及产品展示

10、电化学表面处理系统、装备、技术及产品

基于电化学原理设计开发的用于实验研究及工业生产的创新智能化产品，包括EST控制系统及装备，可用于阳极氧化、微弧氧化、电镀、电解抛光、电泳、电沉积等电化学反应及常规化学实验。EST控制系统采用模块化设计，集成温控、电控、搅拌、循环、排气、数据动态显示与记录为一体，完美实现一机多用，大幅度减少设备、耗材和场地面积投入；采用数字化程序精确控制电化学过程及表面加工质量；配置大尺寸高清触摸屏，实验与教学展示更为直观。

团队自主研发的EST控制系统展示

团队自主研发的电化学表面处理设备展示

11、可控离子渗入——技术体系及成套装备

    （1）技术理论：基于建立多元相图共晶线协同调控机理，构建渗入材料设计，实现渗入温度显著降低；基于热力学与动力学协同提升机理，实现二次反应扩散，渗层深度显著提升；技术集成研制绿色智能产业化生产线，创新控温控形工艺流程，实现超大型和精密构件渗入过程变形精准控制。（2）构件特性：同时兼顾强度、精度与耐磨耐蚀性能，且可实现渗入材料、渗层物相和构件变形可控，显著提升构件寿命。（3）适用基材：黑色金属和铸铁。（4）应用领域：国防军工、轨道交通、风电装备、石油装备、工程机械、煤矿机械、汽车、电力装备、精密模具等行业。

可控离子渗入技术成套装备生产线

可控离子渗入技术制备的构件

四、联系方式

通讯地址：四川省成都市郫都区红光大道9999号西华大学材料科学与工程学院

联系人：黄红键（18782984956、huanghongjian1021@yeah.net）

负责人：王  剑（13980450233、wangjianxhu@163.com）