主要内容：本项目针对等离子陶瓷化涂层应用于航空装备引起的疲劳寿命下降关键技术难题，提出新颖思路设计多尺度、多层次、全新结构复合涂层，开展提高等离子陶瓷化后金属疲劳寿命的新原理和新方法研究，突破铝合金等离子陶瓷化重构复合涂层关键技术，揭示引入纳米晶层对陶瓷化膜基界面处金属应力状态的调控及对疲劳寿命和腐蚀性能的改善机制。主要研究内容如下：
      （1）铝合金表面纳米化过渡层组织与引入压应力的可控制备技术
采用高能喷丸对金属表面纳米化处理获得过渡层组织，研究不同喷丸介质、时间对过渡层组织（纳米晶层、微米晶层与孪晶层）厚度影响，探索不同厚度纳米晶层过渡组织与压应力的关系。
     （2）基于等离子弧光放电的纳米晶层微结构重构与成型机制研究
研究金属表面不同组织状态（原始微米晶与纳米晶）对等离子弧光放电行为、涂层生长于组织结构的影响，揭示金属纳米化对陶瓷化涂层致密性的作用机制；研究膜基界面处金属纳米晶层组织与原始晶粒差异，阐明纳米晶组织在等离子弧光放电瞬时高温作用下的热稳定性。
     （3）铝合金表面不同微结构陶瓷化涂层的疲劳寿命强化机制研究
开展不同微结构层与表面应力-疲劳寿命关系研究，揭示多层涂层中纳米晶层与致密陶瓷涂层及紧密结合界面对提高疲劳寿命的作用机制。
     （4）铝合金表面不同微结构陶瓷化涂层的腐蚀性能强化机制研究
开展不同微结构涂层腐蚀性能研究，重点研究多层复合涂层中不同厚度的纳米晶层/陶瓷化重构层对腐蚀性能的影响规律，揭示纳米晶层的活化作用对提高抗腐蚀性能的作用机制。
     （5）纳米陶瓷化复合改性特定涂层结构及最佳工艺评估
      开展不同微结构涂层在疲劳损伤后的断裂形貌、组织结构和物理化学特性分析，研究疲劳作用下微观缺陷形成细观损伤基元、细观损伤基元诱发宏观损伤的失效机制与规律，确定微结构涂层最佳工艺途径并建立模型。
      特点：
     （1）突破性的提出金属表面纳米化与等离子陶瓷化技术复合构造的新型纳米陶瓷化复合涂层，攻克了单一陶瓷化涂层在交变或冲击应力等严酷条件下使用时疲劳寿命显著下降的关键技术难题，具有重要的科学意义与工程应用价值。
     （2）首次揭示金属表面组织状态（原始微米组织、纳米晶组织）对陶瓷化涂层生长过程、组织结构的影响，以及纳米晶层在等离子弧光放电化条件下的热稳定性等有关科学问题，纳米晶过渡层组织厚度大于20μm。
     （3）揭示陶瓷化对金属纳米晶层表面应力的影响及与疲劳寿命、腐蚀性能的关系，阐明表面应力对疲劳、腐蚀损伤的作用机制，膜基界面处基体表面拉应力变为压应力，纳米晶层的引入使疲劳寿命比陶瓷化涂层提高20%以上，耐盐雾性抗腐蚀性能提高96h以上。
      应用推广情况：本项目提出了一种结构新颖，性能优异的复合结构涂层体系。通过在铝合金表面纳米化过渡层组织与引入压应力的可控制备工艺研究，实现了疲劳寿命及耐腐蚀性能的大幅度提高。该项目研究成果已在中国特种飞行器研究所等离子陶瓷化工艺生产线中实现应用，并推广应用于某厂集装托盘的表面处理工艺，耐磨蚀、耐疲劳、耐腐蚀性能得到了大幅度提高，获得了该单位的认可。