我院2024级硕士研究生李锦杰,在导师吴建波教授及杨涛博士指导下围绕铝合金表面强化与功能涂层构筑开展研究,提出了一种“激光诱导阳极氧化层本征催化活化”新策略,实现了铝合金表面阳极氧化/化学镀Ni-P复合涂层的高效制备。相关研究成果发表于摩擦学领域国际权威期刊《Tribology International》(IF=7.6,中科院一区Top期刊)。李锦杰为论文第一作者,台州学院为论文第一署名单位,中国农业机械化科学研究院集团有限公司、浙江工业大学、白俄罗斯戈梅利国立技术大学为论文合作单位。
阳极氧化/化学镀Ni-P复合涂层能够有效提升铝合金的耐磨与耐蚀性能,但由于阳极氧化层表面缺乏活性位点,难以直接沉积化学镀Ni-P层。目前通常需要依赖Pd、Ag等贵金属对阳极氧化层表面进行预活化,这不仅增加了制备成本,同时也影响着阳极氧化层与Ni-P层间的界面结合力。针对上述问题,该研究采用纳秒脉冲激光对阳极氧化层表面进行调控,利用激光的瞬态热效应在氧化层表面构筑活性位点,实现了化学镀Ni-P涂层的直接沉积。同时,激光诱导形成的微织构界面有效增强了Ni-P涂层与阳极氧化层之间的机械互锁作用,并通过裂纹偏转机制抑制界面裂纹扩展,显著提高了阳极氧化层与Ni-P层的界面结合力。优异的界面结合力及梯度结构效应使复合涂层表现出极佳的耐磨性,其在0.7、0.9和1.1 GPa接触应力下比磨损率仅为单一Ni-P涂层的8.3%、13.2%和20.9%。

激光诱导阳极氧化层活化机制的XPS分析、DFT理论计算与化学镀Ni-P层在激光扫描区域的选择性沉积
该研究提出的激光诱导本征催化活化策略,突破了传统阳极氧化铝合金化学镀过程中依赖贵金属活化的限制,并通过界面结构调控提升了涂层结合性能,为铝合金表面高性能防护涂层的创新设计提供了理论依据和技术参考。
论文链接: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2026.112565