>> 1.机械表/界面摩擦效应与基础理论

重点聚焦典型工程应用环境零部件材料表界面摩擦特性与损伤特征，尤其关注高温、摩擦、化学/电化学腐蚀等多环境因素的协同交互作用，从微纳米尺度揭示材料-环境交互作用过程中界面摩擦化学反应规律，建立典型环境材料摩擦磨损理论与失效模型，为零部件优化设计与表面防护奠定理论基础。

图1磨损-腐蚀强耦合作用过程材料损伤与破坏机理

图2高温环境Ti-Al-Si-C-N涂层的摩擦损伤与润滑失效机理

>> 2.先进功能涂层材料设计与性能调控

开展新型功能防护涂层材料及润滑减磨材料设计、制备与使役损伤行为研究，通过涂层表面成分设计及微纳米结构调控实现其界面减阻、超疏水防结冰、抗磨减磨与防粘等表界面功能，通过涂层体系梯度化结构设计实现其抗高温热疲劳冲击与高界面结合等应用性能突破，发展新型功能涂层材料的设计合成与性能调控理论。

图3高温合金热端部件表面镀铝双陶瓷热障涂层的高温防护与延寿机理

图4 马氏体不锈钢表面AlSi合金涂层的高温热盐腐蚀防护机理

>> 3.先进成形制造与高效连接技术

开展光学元件玻璃模压与辊压成型机理与关键技术研究，建立热压印成型过程界面粘着摩擦效应协同抑制、粘弹态玻璃高效填充、玻璃微纳光学元件形性协同控制新方法。开展轻量化板材锁铆塑性连接和无铆塑性连接工艺研究，创成高强度、高应变敏感性异种板材的塑性成形连接新机理和新方法。

图5 微纳光学元件热压印成型机理

>> 4.涂层材料服役寿命精准预测理论

考虑工程应用环境因素，依据极端服役环境下涂层材料的失效特征、失效方式与临界参数条件等数据积累，构建多环境因素/多尺度损伤过程理论物理模型，同步模拟计算零部件或者涂层的损伤演化过程，并对比试验研究结果修正数学模型，提出新型高性能零部件或防护涂层材料/结构一体化设计策略与寿命预测方法。

图6 梯度纳米结构涂层的多次度动态承载失效过程预测