一、基本情况介绍
1、团队简介
本研究团队“先进表面防护技术科研团队”依托科技部特殊服役环境的智能装备制造国际科技合作基地、先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室、安徽省现代表界面工程国际联合研究中心和ISO-TC107/SC9PVD国际标准分委会等科研平台，以高温、腐蚀、润滑、耐磨及其耦合服役条件下的高端装备及核心零部件为研究对象，利用激光、喷涂和等离子等先进表面技术开展高性能防护涂层和再制造技术的研究，重点开展先进表面防护涂层和再制造技术的基础理论和应用基础研究，掌握材料表面防护与再修复涂层的设计及制备关键技术，并实现在航空发动机或燃气轮机、关键冶金备件、汽车核心部件和能源装备等领域的产业化应用。本团队的主要研究方向包括：（1）研究高能束（等离子、激光）作用下材料的表/界面行为特性；（2）以耐磨、耐蚀、隔热、抗氧化等功能需求为导向，研究新型多功能防护涂层结构与成分的设计与制备技术；（3）研究装备及部件的再制造用新型复合涂层及形性调控技术，开发多功能涂层的成套关键技术及装备。
2、本团队负责人简介
张世宏，教授、博导、皖江学者，现任新葡的京集团350vip8888院长/先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室主任，中国表面工程协会真空镀膜分会理事长，国际标准ISO/TC107 SC9物理气相沉积涂层分委会主席，韩国釜山国立大学研究教授，担任科技部国际合作专项评审专家、中国表面工程学会常务理事。安徽省首批战略性新兴产业技术领军人才、安徽省首批创新创业领军人才特支计划人才。主要从事先进材料表面防护技术和新型硬质功能薄膜领域的研究，围绕航空航天热端部件、刀具、汽车零部件的功能和防护涂层等热点和难点问题等开展基础应用研究。主持国家和省部级科研课题10余项，主持国家自然科学基金2项、科技部国际合作专项1项、国家中小企业发展基金重点项目1项、省科技攻关项目1项、省高新技术转移项目1项、省自然科学基金1项，主持50万以上企业产学研项目8项。以第一作者或通讯作者发表SCI学术论文60余篇，授权国家发明专利12件，制定2项企业标准；正在主导制定2项国际标准，其中“PVD纳米多层复合硬质涂层的成分、结构和性能表征”（N1769）提案已通过国际标准委员会总会投票通过，这是全球PVD硬质膜领域的第一项国际标准项目。
3、团队骨干介绍
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博士毕业于东南大学，安徽省“十五优秀人才”，安徽省热处理学会副理事长。长期从事激光和等离子高能束表面改性方面的研究，主持国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、国际合作项目、科技攻关项目以及各类产学研项目20余项，发表论文70余篇（SCI、EI收录40余篇），获安徽省科学技术奖1项。研发成果应用于马钢、南钢、莱钢、八一钢铁公司等，替代了进口零部件。
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李明喜教授
limingxi@ahut.edu.cn
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安徽省热处理学会理事，硕士毕业于西安交通大学，从1994年在新葡的京集团350vip8888工作。主要从事于先进钢铁材料和金属材料表面改性技术方向研究，已主持或参加国家级、省级纵向课题及产学研横向课题50余项；已发表第一作者学术论文40余篇；已获得省级质量工程项目或教改项目3项。
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斯松华教授
sisonghua@ahut.edu.cn
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博士毕业于西北工业大学，2012-2017年在现航天复合材料研究所任高级工程师，2017年来安徽工业大学，主要从事复合材料、纳米碳丝跨尺度增强复合材料、多孔陶瓷防氧化隔热材料等方向的研究。主持国家自然科学基金、装备预研基金、国防科技基金、973子课题、重大产学研项目等各1项。作为骨干人员参加完成“十二五”装备先进材料预研项目、民用航天重点课题、国家自然科学基金、装备预研基金等多项，参加“十三五”装备先进材料集成课题及航天联合创新项目各1项，负责了多个航天型号任务高温材料部件的研制。在Carbon、Materials Science and Engineering A、Journal of the European Ceramic Society、Tribology International、Wear、新型炭材料等期刊发表SCI论文20余篇。申报发明专利13项，获省部级科技进步二等奖1项。
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邓海亮 教授
dhl221@1126.com
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博士毕业于北京科技大学，随后在北京科技大学从事博士后研究工作，2011年开始进入南京钢铁股份有限公司负责压力容器系列用钢的研发，相关成果已应用于国家重大项目。现主要从事热喷涂和材料成型方面的研发工作。中国金属学会特殊钢分会低温钢学术委员会委员。
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温永红副教授
yonghongwen12@163.com
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毕业于北京航空航天大学。针对航空发动机、汽车核心部件和冶金关键备件等领域从事高温防护涂层的设计与制备技术、新型耐磨耐蚀涂层技术研发。作为课题负责人和课题骨干承担省重点研发计划面上攻关和对外科技合作、省自然科学基金、 重大产学研项目4项，参与国家自然科学基金联合重点项目、面上项目和973项目多项，在J. Eur. Ceram. Soc.，J. Alloy Compd.，Ceram. Int.等核心学术刊物上发表论文10余篇，申请发明专利6项，授权4项。
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薛召露博士
zhaoluxue@163.com
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毕业于中国科学院兰州化学物理研究所。2018年1月来安徽工业大学工作，主要从事冶金、能源等领域高端装备表面强化、高性能和长寿化，热喷涂金属陶瓷复合涂层设计制备及耐磨耐蚀性能研究。作为项目负责人或课题骨干承担省重点研发计划对外科技合作项目、面上攻关项目，重大产学研项目3项，参与国家自然科学基金、军工配套项目和中科院西部之光等多项课题，在Corros. Sci., Appl. Surf. Sci., Tribol. Int.等学术期刊上发表论文10余篇。
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刘侠博士
liuxialhs2012@126.com
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博士毕业于西北工业大学，主要从事冷喷涂技术及HVAF技术等相关理论与应用研究。参与多项课题，包括国家自然科学基金面上项目2项、装备预研项目1项、产学研合作项目2项。在表面及涂层类的知名国际期刊发表SCI论文十余篇。担任Journal of Alloys & Compounds、Surface & Coatings Technology及Journal of Thermal Spray Technology等多个杂志的审稿人。
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杨康 副教授
kangy029@163.com
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博士毕业于山东大学，2006年9月－2007年2月，韩国国立昌原大学合作研究。2006.07-至今，新葡的京集团350vip8888。现主要从事材料脉冲激光沉积、生物医用材料、表面激光表面强化与改性方面的研究工作。
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包全合副教授
qhbao@ahut.edu.cn
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4、联系方式
联系人：薛召露
联系方式：zhaoluxue@163.com
通讯地址：安徽省马鞍山市湖东中路59号安徽工业大学现代表界面工程研究中心
二、主要研究领域（科研方向）
1、基于粒子组装的多功能先进陶瓷涂层技术
2、航空航天极端环境下关键部件延寿涂层（热/环境障涂层）技术
3、冶金、能源行业易损耗部件表面强化涂层的设计与制备技术
4、冷喷涂铝基复合材料涂层的强韧化方法及机制研究；
5、激光/等离子熔覆再制造技术
三、科研项目
1. 国家自然科学基金面上项目——自修复硅氧烷/NiAl-NiCr-Cr3C2多层梯度复合涂层结构调控及荷温耦合作用失效机理研究，负责人张世宏，2017.01-2020.12；
2. 国家自然科学基金——钴基合金激光熔覆层与基体结合界面微尺度梯度组织与力学性能调控；负责人李明喜，2015.01-2015.12；
3. 国家自然科学基金-青年项目——镧系稀土氯化物催化制备高强韧炭/炭复合材料基础研究，负责人邓海亮，2013.01-2015.12；
4. 安徽省重点研究与开发计划对外科技合作项目——新型连铸结晶器铜板防护涂层关键技术联合研发，负责人刘侠，2019.01-2021.12
5. 安徽省重点研究与开发计划面上攻关项目——涂层强化高效柴油发动机关键部件的核心技术研发，负责人薛召露，2019.01-2021.12
6. 安徽省自然科学基金-青年项目——RE2Zr2O7@RE3Al5O12/YSZ核壳纳米结构热障涂层及高温失效机理，负责人薛召露，2019.01-2021.12
7. 重大产学研项目——高温炉辊和Al-Si沉没辊复合喷涂层开发，负责人张世宏，2018.01-2019.12；
8. 重大产学研项目——冶金备件激光修复再制造及涂层关键技术开发，负责人张世宏，2017.01-2019.12；
9. 重大产学研项目——冶金行业涂层的国际和国家标准建设，负责人张世宏，2018.01-2021.12；
四、科研平台
1. 等离子喷涂设备
等离子喷涂原理示意图
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欧瑞康美科UniCoatPro等离子喷涂系统
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u 欧瑞康美科先进的UniCoatPro等离子控制器，可确保实现可靠、可重复、安全的运行；
u SinplexPro等离子喷枪结合了级联式阳极设计的优点和单阴极的简洁性，弧流稳定，喷枪功率可达60kW，沉积效率更高；
u 新一代PT3X IPS-1000等离子电源，为等离子枪提供非常高的稳定电流，为等离子枪点火新开发的控制电路，确保高的阴极和阳极保护；
u Twin-140-A采用刮板体积式送粉原理，可为喷枪获得非常稳定的送粉率，送粉精度≤±1%，送粉速率1.7~300g/min。
u F4MB-XL等离子喷涂枪是机装、多功能、大气等离子外径喷枪，最高可在55kW操作，
u 可喷涂金属、合金、陶瓷、碳化物、金属陶瓷、可磨耗封严涂层、复合材料、混合物等喷涂材料；
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2. 高速燃气火焰喷涂设备
超音速火焰喷涂原理示意图
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SPR-3000型 HVOF喷涂系统
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u 拥有气体燃料和液体燃料两种完全不同的解决方案，气体燃料可采用丙烷，液体燃料可采用煤油，根据生产要求、经济性以及涂层质量方面的要求选择合适的燃料工艺；
u 采用双筒容积式送粉，送粉精度≤1%，送粉速率15~150g/min，适用粉末粒度5~200μm。
u 涂层具有优异的性能：高密度、粘合强度高、硬度更高、韧度更大、涂层厚度大、有益的残余应力、优良的耐磨耐腐蚀性能；孔隙率≤3%，结合强度≥60 MPa
u 根据气体或液体燃料系统，从众多的涂层材料中选择，包括纯金属、金属合金、金属混合物、碳化物和自熔合金材料。
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ZB-2000型HVOF喷涂设备
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u 半自动模式可进行精确、可重复性的喷涂作业；
u 喷枪热效率高，气体消耗更少，经济实用；
u 整套设备结构紧凑，移动方便，可进行现场喷涂；
u 内置监控和报警系统，具有自动关机功能，确保作业安全；
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NMT-1600 HVAF喷涂系统
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u 设备简单，操作方便，无冷却水系统，生产成本低；
u 喷涂粒子速度高、氧化程度低；
u 焰流温度低，基体过热少；
u 涂层外观平滑，表面精度高，
u 涂层结合强度≥70MPa，孔隙率≤1%，
u 可制备各种优质、高致密度的金属、合金或者金属陶瓷涂层。
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3. 电弧喷涂设备
电弧喷涂原理示意图
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Thermion Precision Arc 3.2型电弧喷涂系统
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u 主要由电源、送丝机、喷枪三部分组成；
u 林肯公司定制电源，具有自稳弧功能，可实现送丝速度与电流、电压的自动匹配；
u 送丝机设计精巧，采用六对导丝轮送丝，拥有自修复功能，送丝直径Φ2.4 mm和Φ3.2 mm，送丝速度≥6 m/min；
u 能够高效优质制备纯金属、金属合金、金属基陶瓷涂层，同时能够现场喷涂制备长效防腐涂层、防滑涂层。
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五、主要研究成果
1.论文
[1] Xia Liu, Yulong An*, Xiaoqin Zhao, Shuangjian Li, Wen Deng, Guoliang Hou,Yinping Ye, Huidi Zhou, Jianmin Chen*, Hot corrosion behavior of NiCoCrAlYTa coating deposited on Inconel alloy substrate by high velocity oxy-fuel spraying upon exposure to molten V2O5-containing salts, Corrosion Science, 2016, 112: 696-706.
[2] Xia Liu, Yulong An*, Shuangjian Li, Xiaoqin Zhao, Guoliang Hou, Huidi Zhou, Jianmin Chen*, An assessment of tribological performance on NiCoCrAlYTa coating under corrosive environments, Tribology International, 2017, 115: 35-44.
[3] Xia Liu, Yulong An*, Shuangjian Li, Xiaoqin Zhao, Guoliang Hou, Huidi Zhou, Jianmin Chen*, Effects of Loads on Corrosion-Wear Synergism of NiCoCrAlYTa Coating in Artificial Seawater, Tribology International, 2018,118: 421-431.
[4] 刘侠，冶银平，安宇龙，侯国梁，周惠娣，陈建敏，退火处理对Ni-Cr纳米电刷镀层的结构、硬度和摩擦学性能的影响，摩擦学学报, 2015, 35(5): 606-611.
[5] Wen Deng, Shuangjian Li, Guoliang Hou, Xia Liu, Xiaoqin Zhao, Yulong An*, Comparative study on wear behavior of plasma sprayed Al2O3coatings sliding against different counterparts, Ceramics International, 2017, 43: 6976-6986.
[6] Guoliang Hou, Yulong An*, Xiaoqin Zhao, Huidi Zhou, Jianmin Chen*, Shuangjian Li, Xia Liu, Wen Deng, Improving interfacial, mechanical and tribological properties of alumina coatings on Al alloy by plasma arc heat-treatment of substrate, Applied Surface Science, 2017, 411: 53-66.
[7] 王学生,刘侠,包全合,张世宏.铝硅复合硅氧烷封孔层的制备及耐腐蚀性能[J].表面技术,2019,48(10):258-266.
[8] Kang Yang, W.Y. Li, X.P. Guo, X.W. Yang, Y.X. Xu, Characterizations and anisotropy of cold-spraying additive-manufactured copper bulk, Journal of Materials Science and Technology, 2018, 9: 1570-1579.
[9] Kang Yang, W.Y. Li, P.L. Niu, X.W. Yang, Y.X. Xu, Cold sprayed AA2024/Al2O3 metal matrix composites improved by friction stir processing: Microstructure characterization, mechanical performance and strengthening mechanisms, Journal of Alloys and Compounds, 2018, 736: 115-123.
[10] Kang Yang, W.Y. Li, X.W. Yang, Y.X. Xu, Anisotropic response of cold sprayed copper deposits, Surface and Coatings Technology, 2018, 335: 219-227.
[11] Kang Yang, W.Y. Li, C.J. Huang, X.W. Yang, Y.X. Xu, Optimization of cold-sprayed AA2024/Al2O3 metal matrix composites via friction stir processing: Effect of rotation speeds, Journal of Materials Science and Technology, 2018, 34: 2167-2177.
[12] Kang Yang, W.Y. Li, X.W. Yang, Y.X. Xu, A. Vairis, Evolution of inherent anisotropy of cold sprayed copper deposits after heat treatment, Surface and Coatings Technology, 2018, 350: 519-530.
[13] Kang Yang, W.Y. Li, Y.X. Xu, X.W. Yang, Using friction stir processing to augment corrosion resistance of cold sprayed AA2024/Al2O3 composite coatings, Journal of Alloys and Compounds, 2019, 774: 1223-1232.
[14] HailiangDeng, Kezhi Li, Hejun Li, etc. Densification behavior and microstructure of carbon/carbon composites prepared by chemical vapor infiltration from xylene at temperatures between 900 and 1250℃. Carbon, 2011,49:2561-2570.
[15] Hailiang Deng, Kezhi Li, Hejun Li,etc. Effect of brake pressure and brake speed on the tribological properties of carbon/carbon composites with different pyrocarbon textures. Wear, 2010, 270: 95-203.
[16] Hailiang Deng, Kezhi Li, Hong Cui, Hejun Li, etc. Floating catalyst chemical vapor infiltration of nanofilamentous carbon reinforced carbon/carbon composites–Tribological behaveor and wear mechanism. Tribology International, 2018, 121:231-240.
[17] Hailiang Deng, Kezhi Li, Jinhuang Zheng, et al. Floating catalyst chemical vapor infiltration of nanofilamentous carbon reinforced carbon/carbon composites-Integrative improvement of the mechanical and thermal properties. Journal of the European Ceramic Society, 2018, 38:3793-3803.
[18] 邓海亮,郑金煌,曹军宁,等.稀土镧催化热解二甲苯制备C/C复合材料的烧蚀与氧化性能.新型炭材料, 2018, 33(5):434-441.
[19] Quanhe Bao. Microstructure, Mechanical and Corrosion Properties of Mg-Y-Ca-ZnAlloy for Biomedical Applications. Journal of Biomimetics, Biomaterials & Tissue Engineering, 2013, 17: 45-51
[20] Quanhe Bao, Chuanzhong Chen, Diangang Wang, Junming Liu. Characterization of hydroxyapatite films prepared by pulsed laser deposition. Cryst. Growth Des. 2008, 8(1): 219-223
[21] Quanhe Bao, Chuanzhong Chen, Diangang Wang, Junming Liu. The influences of target properties and deposition times on pulsed laser deposited hydroxyapatite films. Applied Surface Science, 255 (2008) 619–621
[22] Quanhe Bao, Chuanzhong Chen, Diangang Wang, Tingquan Lei.Pulsed laser deposition of hydroxyapatite thin films under Ar atmosphere. Materials Science and Engineering: A, 2006, 429(1-2): 25-29
[23] Quanhe Bao, Chuanzhong Chen, Diangang Wang, Tingquan Lei. Pulsed laser deposition and its current research status in preparing hydroxyapatite thin films. Applied Surface Science, 2005, 252(5): 1538-1544
[24] Quanhe Bao, Chuanzhong Chen, Lubin Chen, Diangang Wang, Tingquan Lei, Junming Liu. The target morphology during pulsed laser deposition of hydroxyapatite thin film. Surface review and letters, 2005, 12(4): 539-543
[25] Zhaolu Xue, Yue Ma, Shengkai Gong, Hongbo Guo. Influence of Yb3+ doping on phase stability and thermophysical properties of (Y1-xYbx)3Al5O12 under high temperature. Ceramics International, 2017, 43:7153–7158.
[26] Zhaolu Xue, Yue Ma, Hongbo Guo. The influence of Gd doping on thermophysical properties, elasticity modulus and phase stability of garnet-type (Y1-xGdx)3Al5O12 ceramics. Journal of the European Ceramic Society, 2017, 37(13): 4171-4177.
[27] Zhaoxia Hou, Zhaolu Xue, Shaohong Wang, et al. Synthesis and spectroscopic properties of Er3+-doped CaF2 nanocrystals in transparent oxyfluoride tellurite glass–ceramics. Journal of Alloys and Compounds, 2012, 514: 109-112.
[28] Zhaolu Xue, Yue Ma, Shengkai Gong, et al. Impermeability of Y3Al5O12 ceramic against molten glassy calcium-magnesium-alumina-silicate. Chinese Journal of Aeronautics, 2018, 31(12): 2306-2311.
[29] Zhaolu Xue, Yue Ma, Hongbo Guo. Synthesis, thermal conductivities and phase stability of Gd3TaO7 and La doped Gd3TaO7 ceramics. Journal of Alloys and Compounds, 2018, 732: 759-764.
[30] Chen W, Mao T, Zhang B, et al. Designs and preparation of advanced HVOF-PVD duplex coating by combination of HVOF and arc ion plating[J]. Surface and Coatings Technology, 2016, 304: 125-133.
[31] Chen W, Fang B, Zhang D, et al. Thermal stability and mechanical properties of HVOF/PVD duplex ceramic coatings produced by HVOF and cathodic vacuum arc[J]. Ceramics International, 2017, 43(10): 7415-7423.
[32] P, Cai F, Chen W, et al. Influence of Bond Coat on HVOF-Sprayed Gradient Cermet Coating on Copper Alloy[J]. Journal of Thermal Spray Technology, 2017, 26(5): 857-867.
[33] 李乐, 陈汪林, 蔡飞, 等. 磷酸铝铬封孔处理对热喷涂WC-12Co涂层耐蚀性的影响[J]. 中国表面工程, 2017, 30(4): 56-63.
2、 专利
1) 薛召露，王鑫，史梦川，张世宏，吴朝军. 一种高镍铬合金基金属陶瓷防护涂层、制备方法及应用，申请号：201910282231.9
2) 倪振航，薛召露，王硕煜，张世宏，刘侠，温永红，吴朝军. 一种连续退火炉高温炉辊ZrB2改性CoCrAlTaY-Y2O3防护涂层及制备方法， 申请号：CN 201911029244.1
3、 标准
1） Guanghong Zhu, Zhaolu Xue, Shihong Zhang. Recommendation and Specification of HVOF Cermet Coatings for Metallurgical Roll Components, ISO/ TC107，2019.02
六、获奖情况
1、刘侠，第十二届全国表面工程大会暨第十届青年表面工程论坛优秀口头报告荣誉称号，2018年11月。
七、 研究生培养
2019年安徽省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛——高安全可靠长寿化耐磨耐蚀的锅炉防护涂层，特等奖
2020年全国“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛——高安全可靠长寿化耐磨耐蚀的锅炉防护涂层，三等奖
² 已毕业研究生：
孙华（2015届）、王学生（2016届）……
² 在读研究生：
胡凯（2016级）、陈相君（2017级）黄文（2017级）、史梦川（2018级）、吴树琴（2018级）、黄付友（2018级）、刘杰（2018级）、易新林（2018级）、沈成龙（2019级）、王鑫（2019级）、陈诚（2019级）
