王士順，張婷，向夢輝，邱國橋，吳藝韞

（1.同濟(jì)大學(xué) a.設(shè)計(jì)創(chuàng)意學(xué)院 b.化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092；2.上海電機(jī)學(xué)院設(shè)計(jì)與藝術(shù)學(xué)院，上海 200240；3.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 應(yīng)用設(shè)計(jì)學(xué)院，上海 201418；4.上海濟(jì)光學(xué)院 應(yīng)用設(shè)計(jì)學(xué)院，上海 201901）

機(jī)械零件和結(jié)構(gòu)本身是為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。在制造這些零件之前，必須滿足嚴(yán)格的材料選擇限制。這些限制因素包括車身材料、機(jī)械性能（如拉伸、壓縮、屈服、扭轉(zhuǎn)、疲勞、彎曲和蠕變強(qiáng)度）[1]及所需的功能性、材料[2]、疏水性和耐磨性[3]、熱性能[4-5]、電導(dǎo)率、動(dòng)態(tài)承重[6]以及表面電阻特性[7-9]。此外，其他參數(shù)（如可用性、材料成本、安全性和毒性行為）也在材料選擇的其他類別中[10]，在材料選擇過程中起著重要作用。例如，NiTi 合金以其對(duì)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用有用的形狀記憶效應(yīng)（SME）和超彈性（SE）特性而聞名。該合金用作骨植入物，可獲得用于人體內(nèi)部顯微外科手術(shù)的新生物醫(yī)學(xué)設(shè)備，具有很高的生物相容性。然而，在普通生理環(huán)境中，NiTi 的腐蝕過程會(huì)釋放出作為副產(chǎn)物的Ni 離子，該副產(chǎn)物對(duì)器官有毒有害[11-12]。銅是具有高導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性的材料，應(yīng)用廣泛，但銅的剛性低、耐磨性差[13]。用于旋轉(zhuǎn)式散熱片時(shí)，銅的機(jī)械耐久性由于其對(duì)滑動(dòng)磨損的高度敏感性而降低[14]。為了克服這些問題，并進(jìn)一步增強(qiáng)特定應(yīng)用的材料性能，可采取不同的處理方法，如熱處理工藝、選擇性合金化方法和保護(hù)性涂層。在這些解決方案中，涂層工藝是有效的保護(hù)方法，可以通過降低涂層厚度（即幾微米）來降低成本并避免材料的稀缺性。此外，涂層可以提供不同的性能，如耐腐蝕性、耐磨性，增強(qiáng)表面硬度，改善表面紋理，改善隔熱或電絕緣性，增強(qiáng)潤濕性、疏水性等[15]。

為了獲得可靠的保護(hù)，必須研究各種涂層工藝，并針對(duì)特定應(yīng)用，從航空航天、汽車工業(yè)，到微型生物醫(yī)學(xué)設(shè)備和人體內(nèi)部植入物，選擇最合適的涂層工藝。每種方法都有其特定的應(yīng)用和功能，其中最重要的是腐蝕和磨損保護(hù)[16]。腐蝕過程會(huì)通過改變材料的體積來降低材料的機(jī)械性能，并通過形成裂紋、凹坑、孔等降低強(qiáng)度。另一方面，形成的凹坑、孔、裂紋及離子和顆粒（腐蝕過程的副產(chǎn)品），會(huì)提高腐蝕速率，并加速材料降解。除了機(jī)械性能外，釋放的副產(chǎn)物（如離子和細(xì)顆粒）還會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生有害影響。這種腐蝕副作用可以在人體植入物中看到，而人體植入物必須在人體中保留相當(dāng)長的時(shí)間[17]。采用適當(dāng)?shù)耐扛卜椒梢韵@些風(fēng)險(xiǎn)。盡管涂覆工藝具有上述優(yōu)勢，但始終會(huì)降低材料的可靠性。在這些不利的影響中，最重要的是負(fù)面的熱影響，其會(huì)導(dǎo)致涂層變形、破裂和分層。另外，保護(hù)層固有的材料特性，如熔點(diǎn)、可加工性、不同形式的可用性、生物相容性等會(huì)限制其應(yīng)用。

基于激光的涂層工藝可在選定區(qū)域上沉積保護(hù)材料。激光輔助工藝較多，提供了各種沉積方法、材料、厚度和密度，每種工藝適用于不同的條件。選擇材料是制造高性能堅(jiān)固涂層的關(guān)鍵，可以使用不同的材料（包括金屬、陶瓷和聚合物）來形成保護(hù)層[18]。然而，涂覆工藝和材料特性的多樣性可能會(huì)導(dǎo)致難以選擇沉積層的最佳組成。每種原料都具有耐腐蝕性能或耐磨性能，同時(shí)具有不同的熔點(diǎn)、機(jī)械性能和化學(xué)性能。對(duì)于不同的應(yīng)用，必須仔細(xì)考慮機(jī)械穩(wěn)定性、腐蝕性能、生物相容性（應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域），以及由于特定類型的涂層而導(dǎo)致的材料性能增強(qiáng)[19-20]。本文對(duì)實(shí)用的激光輔助涂層方法和材料及其表面改性質(zhì)量進(jìn)行了簡要分類和討論，并進(jìn)行對(duì)比研究，用以提供更清晰的圖片和選擇合適的涂層技術(shù)，從而根據(jù)實(shí)際應(yīng)用獲得最理想的涂層。此外，還概述了其他保護(hù)性技術(shù)，包括熱處理、機(jī)械處理、機(jī)械/化學(xué)精加工和拋光[21-26]。

1 增材制造（AM）

增材制造（AM）的過程（見圖1）涉及逐層添加材料，是根據(jù)預(yù)定義的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）模型生成復(fù)雜的三維組件。AM 最初用于制造零件的原型，以最大程度地減少設(shè)計(jì)和過程中的錯(cuò)誤，隨著時(shí)間的推移，AM 的潛力得以實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在已被用于生產(chǎn)功能性末端零件。目前，增材制造可以用于制造傳統(tǒng)方法制造的多面結(jié)構(gòu)[27]。與傳統(tǒng)方法相比，AM 最明顯的優(yōu)勢是無需使用工具，并且生產(chǎn)廢品率低。常規(guī)方法主要是減材制造，在復(fù)雜幾何形狀的生產(chǎn)中，會(huì)產(chǎn)生極高的材料去除率，在涉及昂貴材料時(shí)，會(huì)產(chǎn)生極高的成本。常規(guī)的燒結(jié)工藝以最小的去除率成功地加工了多種材料，但其具有生產(chǎn)率緩慢和無法生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的特性，AM 則是最合適的替代方法[28]。

圖1 從零件設(shè)計(jì)到最終零件生產(chǎn)的增材制造過程Fig.1 General steps of an AM process from part design to part production

AM 對(duì)于復(fù)雜表面和小批量制作具有優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域[29]。隨著新材料的不斷探索，AM 加工技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。根據(jù)涉及的過程和材料，AM 可以分為幾個(gè)子類別[30-31]，其中最突出的是激光粉末床熔合（LPBF）工藝。該工藝通過高強(qiáng)度激光束掃描并熔化幾種微尺寸的粉末，以形成固體結(jié)構(gòu)。最常見的LPBF 方法包括選擇性激光熔化（SLM）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）和直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）工藝。根據(jù)最高溫度和材料間的相互作用確定DMLS 工藝參數(shù)[32]。LPBF是一個(gè)完整的熔融過程，在AM 中使用最多[33]，通過改變LPBF 處理參數(shù)和后處理?xiàng)l件可以改變表面層的性質(zhì)。圖2 為LPBF 系統(tǒng)的示意圖。

圖2 激光粉末床熔化（LPBF）系統(tǒng)[34-35]Fig.2 (a) Laser powder bed fusion (LPBF) system, and (b) LPBF terminology[34-35]

2 激光表面合金化（LSA）

在激光表面合金化過程中，激光束熔化金屬表面的薄層，添加所需的合金元素，從而改變基材的表面化學(xué)組成。在LSA 中添加合金元素的技術(shù)有多種，分為預(yù)沉積和共沉積。預(yù)沉積方法中，將添加合金元素作為單獨(dú)的步驟放置在激光處理之前，而在共沉積方法中，合金元素在激光處理過程中添加。研究人員對(duì)上述兩種技術(shù)進(jìn)行了研究和利用，生產(chǎn)出了具有高表面保護(hù)性能的理想涂料。Katakam 等[36]采用LSA，以無定形粉末（其組成Fe48Cr15Mo14Y2C15B6）作為AISI4130 鋼基材上的前體粉末，開發(fā)具有優(yōu)異耐腐蝕性的復(fù)合涂層。涂層耐蝕性和激光能量密度之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，這是因?yàn)樵诜蔷嘀行纬傻木?xì)非晶態(tài)Cr23C6相所致。激光表面合金化如圖3 所示。不同能量密度下樣品的SEM 顯微照片如圖4 所示。

圖3 LSA 過程中合金元素A 在基板B 上形成AxB1–x 的原理圖[36]Fig.3 Stages of LSA the alloying element A is applied on the substrate B using a laser beam, and surface alloy of AxB1–x is formed[36]

圖4 不同能量密度的涂層樣品的SEM 顯微照片[36]Fig.4 SEM micrographs of coated samples in different energy densities[36]

LSA 可以明顯地改善材料的表面耐磨性和耐腐蝕性，同時(shí)又不損害基體性能。激光束照射在材料表面，使合金元素實(shí)現(xiàn)原位冶金反應(yīng)，并快速凝固成形[37]。關(guān)于使用LSA 改善鈦、鋁和鎂合金的表面性能，已有許多研究[38]。此外，Kulka 等人[39]采用激光技術(shù)，在316 L 不銹鋼表面制備硼合金化層，發(fā)現(xiàn)形成了硼化物Fe2B，與316 L 不銹鋼相比，合金層中的B 將表面硬度提高到約880 HV，并且質(zhì)量損失顯著降低。Song 等人[40]研究了LSA 中WC 顆粒對(duì)316 L 不銹鋼修復(fù)區(qū)機(jī)械性能的影響，發(fā)現(xiàn)合金層的微觀結(jié)構(gòu)由過飽和奧氏體枝晶和枝晶間碳化物組成，隨著WC 含量的增加，合金層的硬度逐漸增加到基底硬度的2 倍。顯微組織的細(xì)化和硬質(zhì)相（Fe6W7C、W2C）的形成，大大提高了顯微硬度，并降低了表面摩擦因數(shù)。

3 激光表面熔覆（LSC）

與LSA 相似，激光表面熔覆可實(shí)現(xiàn)特定的表面性能，除了對(duì)基材的稀釋程度最小之外，還可以減少由于熱變形、沉積孔隙率和后處理而造成的材料浪費(fèi)。要達(dá)到最小稀釋度，需要結(jié)合功率密度和相互作用時(shí)間。與LSA 相比，這會(huì)限制過程參數(shù)。脈沖激光特性控制著熔覆層的高度，而熔覆層的高度決定了熔覆層的沉積速率。尤其是熔覆層高度與粉末進(jìn)給速度、脈沖持續(xù)時(shí)間和脈沖頻率有直接關(guān)系，而與基材進(jìn)給速度成反比[41]。兩者最主要的區(qū)別有兩點(diǎn)：（1）激光熔覆過程中，覆層材料完全熔化，而基體熔化層極薄，因而對(duì)熔覆層的成分影響極??；（2）激光熔覆實(shí)質(zhì)上不是把基體表面層的熔融金屬作為溶劑，而是將另行配制的合金粉末熔化，使其成為熔覆層的主體合金[42]。

對(duì)極端條件下失效的零部件進(jìn)行修復(fù)與再制造，受到世界各國科學(xué)界和企業(yè)的高度重視，實(shí)際過程參數(shù)之間的相關(guān)性引起了研究人員的興趣。Dahotre 等[43]將涂覆FeO 涂層的鑄造A319 鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸與鑄造基體相比，發(fā)現(xiàn)其形成了精細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)。與未涂覆的鑄造基材相比，其表面的耐磨性更佳。Corbin 等[41]評(píng)估了使用各種工藝參數(shù)沉積的Fe-Al 熔覆層的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)使用特定工藝條件形成的致密熔覆層，與基體形成了良好的熔接。Smurov 等[44]用分散的陶瓷相及增強(qiáng)固體潤滑劑基質(zhì)制備了Stellite/CuSn/nanoWC/Co 涂層，如圖5 所示。可以觀察到，輻照模式是決定涂層微觀結(jié)構(gòu)及其機(jī)械性能（如磨損）最關(guān)鍵的參數(shù)，涂層的最佳穩(wěn)定干摩擦因數(shù)為0.12。

圖5 工程涂層結(jié)構(gòu)（堅(jiān)硬的芯棒表面覆蓋相對(duì)較軟的固體潤滑劑并用陶瓷加固）[44]Fig.5 Engineering coating structure (tough core bars covered with relatively soft solid lubricant, reinforced by ceramic)[44]

4 激光輔助等離子體噴涂（LPS）

在激光輔助等離子體噴涂過程中，將基材和噴霧粉末顆粒暴露于激光束下，激光對(duì)基板進(jìn)行預(yù)熱，除去氧化物層，同時(shí)將粉末顆粒預(yù)熱至熔點(diǎn)以下，溫度為顆粒熔點(diǎn)的30%～70%，熱量使顆粒變軟，因此它們在與基材碰撞時(shí)會(huì)變形并形成涂層。在此過程中，激光功率會(huì)影響沉積機(jī)理和涂層的微觀結(jié)構(gòu)，可以通過控制激光功率獲得所需的涂層特性。Olakanmi 等人[45]在2.5 kW 的最佳激光功率下，獲得了無孔隙和裂紋的Al-12%Si 涂層。LPHS 系統(tǒng)采用高強(qiáng)度的CO2激光束作為熱源，輔助低壓等離子噴涂系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含等離子噴涂系統(tǒng)，內(nèi)徑為2 m、長為3 m 的真空腔，6 軸數(shù)控機(jī)械手，最大輸出功率可達(dá)6 kW 的多模態(tài) CO2激光發(fā)生器，以及紅外線溫控系統(tǒng)[46]。Ouyang 等[47]采用激光輔助等離子體混合噴涂（LPHS）系統(tǒng)，在AISI 304 不銹鋼上沉積ZrO2-Y2O3陶瓷涂層，發(fā)現(xiàn)ZrO2-Y2O3涂層的摩擦磨損性能與溫度之間存在直接關(guān)系，并獲得具有高硬度（937～1234 HV）、均勻微觀結(jié)構(gòu)、較低孔隙率以及高膜基結(jié)合強(qiáng)度等性能的涂層。為了提高Al2O3-13%TiO2涂層的硬度和耐磨性，Dubourg 等人[48]使用激光輔助空氣等離子噴涂（LAAPS）方法，研究了激光輻照密度對(duì)涂層機(jī)械性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)涂層的耐腐蝕性和耐磨損性分別提高了12%和38%。TiO2含量的增加導(dǎo)致該方法具有優(yōu)異的耐磨性[49]。Bray 等[50]開發(fā)了一種將金屬粉末顆粒撞擊到基材上的制備工藝，該基材使用二極管激光器進(jìn)行局部加熱，并使用高溫計(jì)和控制系統(tǒng)記錄并保持撞擊部位的溫度。圖6 顯示了該激光輔助冷噴涂（LCS）系統(tǒng)的布局。該系統(tǒng)可以達(dá)到最高的噴涂速度（45 g/min），并且沉積層的孔隙率小于1%，氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.6%，氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.03%。

圖6 LCS 系統(tǒng)的布局[50]Fig.6 Layout of an LCS system[50]

5 激光化學(xué)氣相沉積（LCVD）

激光化學(xué)氣相沉積工藝使用激光加熱基板上的斑點(diǎn)、線條或區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)涂層性能。圖7 為Parames和Conde 使用的LCVD 示意圖，其在TiC4、CH4、H2反應(yīng)氣氛下，在二氧化硅襯底上沉積碳化鈦膜[51]，發(fā)現(xiàn)沉積物的形態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)取決于激光功率和照射時(shí)間。Sankur 等[52]使用該方法制備薄膜，發(fā)現(xiàn)該方法可重現(xiàn)多元素化合物原料的化學(xué)計(jì)量。為了研究B4C 膜在二氧化硅基底上的生長，以及BCl3、C2H4、H2反應(yīng)氣氛對(duì)沉積物結(jié)構(gòu)的影響，Santos 等人[53]進(jìn)行LCVD 實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)氣相表面的反應(yīng)機(jī)理和質(zhì)量傳遞會(huì)控制薄膜的生長。LCVD 也制備復(fù)合涂層。Yu等[54]制備了包含SiOC 和SiC 的碳氧化硅復(fù)合膜，這些膜是通過Si—O 鍵斷裂、TEOS 熱解以及硅烷低聚物的聚合反應(yīng)而形成的。他們將硅在較高溫度下的出現(xiàn)歸因于SiO 分解和SiC 的進(jìn)一步氧化。XU 等[55]制備了石墨烯/SiC 復(fù)合涂層，將石墨烯添加到SiC 基體中，并改變反應(yīng)室中的總壓力。通過研究其生長機(jī)理，他們觀察到激光的光解在沉積過程中發(fā)揮了重要作用，并且石墨烯在SiC(111)晶面上成核。Sun 等[56]通過LCVD 制備了3C-SiC/石墨烯納米膜，該膜在水電解質(zhì)中的電化學(xué)性能顯著改善，并具有電化學(xué)能量存儲(chǔ)的能力。

圖7 LCVD 設(shè)備的示意圖[51]Fig.7 Schematic diagram of LCVD device[51]

6 其他技術(shù)

除上述技術(shù)外，還有多種方法可以使結(jié)構(gòu)的表面性能滿足服役要求，而不會(huì)損害結(jié)構(gòu)的整體性能。使用這些技術(shù)，可以獲得亞穩(wěn)相和非平衡相，從而有助于開發(fā)具有新特性的新材料。Sahasrabudhe 等[57]使用LENS 工藝，在商業(yè)純鈦基板上制備了250～650 μm厚的Ti-Si-N 陶瓷涂層，發(fā)現(xiàn)涂層表面的顯微硬度和耐磨性分別隨Ti 和Si 組分的增多而增加。Balla 等人[58]在Ti 基體上沉積了Zr/ZrO2涂層，以增加膝蓋和髖部植入物的耐磨性，防止材料過早失效。他們采用連續(xù)的Nd:YAG 激光源，將Zr/ZrO2涂層沉積在薄的Ti 基底上，發(fā)現(xiàn)植入物的耐磨性、耐腐蝕性和生物相容性得到了顯著改善。Balla 等人[59]采用LENS 工藝，在鉭基板上沉積鉭（Ta），以增強(qiáng)植入物的生物相容性，同時(shí)改善其耐腐蝕性。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞存活率提高了6 倍。Hagedorn 等[60]使用SLM 技術(shù)熔化Al2O3-ZrO2粉末并制備高性能牙科材料。研究發(fā)現(xiàn)，材料的機(jī)械性能得到增強(qiáng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)，從而提高了印刷零件的耐腐蝕性。文獻(xiàn)中還報(bào)道了許多利用增材制造工藝進(jìn)行防護(hù)的研究[61-64]。

Roy 等人[65]使用激光工程凈成形（LENS）來改善鈦（Ti）植入物的生物相容性。他們用磷酸三鈣（TCP）涂覆鈦表面，并采用不同濃度的硝酸銀（AgNO3）溶液來電沉積銀（Ag）。研究發(fā)現(xiàn)，與裸露的基材相比，涂覆TCP 和Ag-TCP 的Ti 表面具有更好的細(xì)胞增殖能力，且細(xì)胞材料的相互作用增強(qiáng)。Balla 等人[59]用Ti 作襯底，使用相同的技術(shù)來增強(qiáng)骨整合特性，發(fā)現(xiàn)高表面能和Ti 表面的可潤濕性使細(xì)胞-材料的相互作用更好。此外，所獲得的無孔結(jié)構(gòu)賦予了涂層優(yōu)異的耐疲勞性。為了研究激光輔助激光消融（LALA）方法對(duì)生物相容性的影響，Katto 等人[66]將基板浸入模擬體液中，發(fā)現(xiàn)非晶相在模擬體液中溶解。通過輔助激光的照射，可以改善涂層的結(jié)晶度和附著力。圖8 為LALA 方法示意圖。Yadroitsev 等人[67]使用選擇性激光熔化（SLM）技術(shù)，選用不同的粉末（Inox 904 L、Ni625、Cu/Sn、W）來制備各種功能梯度（包括尖銳、光滑和多層）涂層，并通過改變工藝參數(shù)來調(diào)控不同的成分，實(shí)現(xiàn)了最小FGM 壁厚200 μm。圖9 顯示了梯度涂層的橫截面以及不同區(qū)域的SEM 圖像。

圖8 LALA 涂覆方法的示意圖[66]Fig.8 Schematic view of the LALA method of coating[66]

圖9 梯度涂層[67]Fig.9 Multi-component wall: (a) general scheme of the graded wall (cross-section); (b) SEM micrographs of the four different zones[67]

使用激光輔助直接沉積法，Mansour 等[68]開發(fā)了羥基磷灰石（HA）+Ti-6Al-4V 的復(fù)合涂層。該涂層具有不同的兩層，包括在熱影響區(qū)的頂部硬質(zhì)陶瓷層，其中Ti 擴(kuò)散到Fe 中。他們發(fā)現(xiàn)，激光功率和移動(dòng)速度（即能量密度）的結(jié)合可控制重要的涂層特征，如機(jī)械性能、微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。能量密度為167 J/mm2時(shí)，獲得的Ca/P 比小于1.67（與人體骨骼最接近），這有利于細(xì)胞凋亡和臨床實(shí)踐。Rytlewski等[69]]對(duì)比分析了含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的Cu(Ac)2和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的氧化銅（II）（CuO）或氫氧化銅（II）（Cu(OH)2）的涂層的特征。與含Cu(OH)2的涂層相比，在包含CuO 的涂層表面形成金屬銅可以以更高的輻射劑量對(duì)銅進(jìn)行電鍍。作者觀察到，含CuO 的涂層的孔隙率比含Cu(OH)2的涂層小，其原因是水的形成，表明Cu(OH)2發(fā)生了熱分解。

Yilbas 等人[70]研究了在高壓氮?dú)廨o助氣體環(huán)境中，采用激光和溶膠-凝膠法制備的氧化鋁涂層受泥漿及顆粒的影響。他們還評(píng)估了表面干泥的附著力。在苛刻的環(huán)境中觀察到優(yōu)異的表面特性，這歸因于泥漿與涂層表面之間的接觸面積較小，從而降低了溶膠-凝膠涂層的表面能。Zhou 等人[71]研究了激光輔助下且經(jīng)100～200 ℃退火后的乙酸鋅-聚乙烯（ZnAc2-PE）復(fù)合涂層的特征。與單一ZnAc2或PE 涂層中的球形顆粒相比，該涂層顯示出含有不同長度的細(xì)長附聚物。由于目標(biāo)組分分解導(dǎo)致活性氣相發(fā)生變化，ZnAc2涂層的分子結(jié)構(gòu)和鍵組成由脈沖激光助劑和PE 控制。表1 總結(jié)了各種激光輔助涂層技術(shù)中使用的激光工藝參數(shù)。研究結(jié)果顯示，激光輔助涂層技術(shù)改進(jìn)顯著，但仍然需要進(jìn)一步的研究。

表1 激光輔助涂層工藝中使用的激光工藝參數(shù)摘要Tab.1 A summary of laser process parameters used in laser-assisted coating processes

7 結(jié)語

通過控制有影響力的參數(shù)，包括沉積材料、基底材料、原料形態(tài)（粉末、金屬絲、棒、前體等）和沉積方法，可以在基材上成功沉積涂層。沉積工藝是重要因素之一，會(huì)影響涂層材料的化學(xué)變化和組成元素的合金化。此外，根據(jù)不同原料和基材的特性，可以選擇最佳的沉積方法。本文綜述了采用不同的沉積技術(shù)在基材上沉積特定類型的材料，材料選擇對(duì)于獲得最高涂層效率非常重要。此外，某些技術(shù)適用于導(dǎo)電金屬材料，而其他技術(shù)則可以沉積聚合物、陶瓷和金屬合金。

激光沉積方法以其優(yōu)異的基材/涂層附著力以及涂層柔韌性而受到廣泛關(guān)注，且基于激光技術(shù)的高質(zhì)量和高處理速度，在一定程度上彌補(bǔ)了設(shè)備的高昂成本。然而，大多數(shù)工藝必須在受控的條件下進(jìn)行，盡管這些工藝是可靠的材料沉積和表面保護(hù)手段，但在實(shí)際應(yīng)用中，這些工藝都有缺點(diǎn)。因此，已有許多關(guān)于結(jié)合這些技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)最小化每種方法負(fù)面影響的研究。多涂層沉積技術(shù)可用于表面改性和增強(qiáng)涂層的保護(hù)性能，每一層單獨(dú)的沉積層可以具有不同的厚度、組成和物理或化學(xué)性質(zhì)。同時(shí)，眾多相關(guān)文獻(xiàn)表明，為使保護(hù)層的效率最高和功能最好，必須仔細(xì)考慮層厚、涂層組成、沉積技術(shù)與特定原料的相容性，同時(shí)也應(yīng)考慮基材、沉積層的物理或化學(xué)性質(zhì)以及激光規(guī)格，這些都是直接影響最終防護(hù)效果的關(guān)鍵因素。