钛合金密度小, 比强度高, 具有良好的耐蚀性、 疲劳抗力, 广泛应用于航空航天、 国防、 汽车、 医疗等领域。然而, 钛合金摩擦系数高、 对粘着磨损和微动磨损非常敏感、 耐磨性差及高温抗氧化性差等缺点, 制约了它的应用。表面改性技术, 尤其是激光表面改性技术为这一问题的解决提供了一条有效的途径, 综述了国内外钛合金激光表面改性技术的研究现状, 主要介绍了激光熔覆、 激光合金化和激光熔凝技术及其在钛合金表面
Ｌ
涂层的研究。
激光与光电子学进展
ａｓｅｒ＆ＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＰｒｏｇｒｅｓｓ
渡，形成良好的冶金结合。由于激光熔覆Ｔｉ５Ｓｉ３金属间化合物涂层主要组成相是Ｔｉ５Ｓｉ３和ＮｉＴｉ２均有很强的原子间结合力，故其硬度高、抗粘着磨损能力强，在干摩擦条件下表现为良好的耐磨性及良好的承载能力。文献［５２￣５５］都开展了钛合金表面激光熔覆梯度生物陶瓷
尽管梯度改性层与普通改性层相比具有较好的综合性能，但仍存在着如下几方面的问题：１）难以精确控制改性层成分使之按理论设计情况变化。在制备过程中由于某些工艺参量较难准确控制，所以制备的
图４激光重熔后残留纳米粒子
梯度改性层的实际成分分布较难达到理论设计值，从而导致在改性层中仍存在较大的残余应力。２）钛合金基体与改性层间仍存在热膨胀失配应力。马壮等［５６］的研究表明，改性层与基体界面的残余应力梯度随基体的热膨胀系数的增大而线性增大。３）大尺寸梯度改性层较难制备。目前梯度改性层主要用于刀片、钻头、燃气喷嘴等小型工件，而在大尺寸工件上制备梯度涂层的报道很少。５．６激光原位合成
原位生成颗粒增强相是从金属基体中原位形核、长大的热力学稳定相，因此，增强体表面无污染，与金属基体浸润性好，避免了与基体相容性不良的问题，且界面结合强度高，增强颗粒细小、分布均匀。激光制备原位合成颗粒增强金属基复合材料层由于避免了常规颗粒增强金属基复合材料制备方法的缺陷，又最大限度地发挥了激光表面改性技术的优点，在材料加工领域开辟了一个新的热门领域，逐渐成为近几年激光技术领域的一个热点。张松等［１３￣１５］用Ｔｉ，Ｃｒ２Ｃ３混合粉末作为预置合金涂层，在Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ合金表面制备出原位自生ＴｉＣ颗粒增强钛基复合材料涂层。文献［５７￣５９］原位生成ＮｂＣ，ＴａＣ，Ｂ４Ｃ颗粒增强镍基激光熔覆层。
５．７激光熔覆非晶涂层
非晶态合金（ＡｍｏｒｐｈｏｕｓＡｌｌｏｙｓ），又称为金属玻是主要由金属元素构成的非晶璃（ＭｅｔａｌｌｉｃＧｌａｓｓｅｓ），
态材料，其原子在三维空间长程无序排列，仅保持征程有序，并在一定的温度范围内该状态保持稳定。兼有一般金属和玻璃的特性，因而具有独特的物理化学和力学性能，不仅具有极高的强度、韧性、耐磨性和耐蚀性，而且还显出优良的软磁性、超导特性和低磁损耗等特点，因而具有广阔的应用前景。利用激光快速加热、急冷的特点，人们在材料表面形成非晶层以获得优异的表面性能方面获得了一定的研究成果。
素的综合影响，重熔后的陶瓷涂层出现了明显的分层结构特征。依据组织形态的不同，可大致分为重熔区、烧结区和残余等离子喷涂区。由于熔池较小过冷度较大，加之原等离子喷涂层中的部分熔化区（残留纳米粒子）抑制了重熔区晶粒的生长和减缓了晶粒的异常长大，重熔区形成了致密细小的等轴晶组织，这与通常情况下形成的沿热流方向的柱状晶组织有一定区别。由于激光快速加热和快速冷却的加工特点，在重熔区仍保留了部分来源于原等离子喷涂部分熔化区的残留纳米粒子，如图４所示，纳米粒子在涂层中起到钉扎位错作用，从而有助于改善材料的断裂韧性，同时也使其强度、硬度和抗蠕变能力得到提高。５．５制备功能梯度改性层
功能梯度材料（ＦｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙＧｒａｄｉｅｎｔＭａｔｅｒｉａｌｓ，其ＦＧＭ）是２０世纪８０年代由新野正之等［４８］提出的，特点是通过控制材料界面的成分和组织的连续变化，从而产生材料功能的连续变化，能使材料在巨大温度差的环境下具有热应力缓和效果。此概念提出后，引起世界各国的广泛兴趣和关注。ＦＧＭ前期研究的重点主要集中在制备热应力缓和型的功能梯度材料上。近年来，“梯度化”作为一种材料的设计思想和结构控制方法已不再局限于热应力缓和功能，它的应用已经扩展到航空、航天、原子能、机械、化工、电子、生物医学等众多领域，在耐磨、耐热、耐腐蚀等结构材料方面同样具有广泛的应用前景。
许多学者开展了钛合金表面激光改性梯度涂层
５１］
的研究［４９］，如刘元富等［５０，以Ｎｉ－Ｔｉ－Ｓｉ合金粉末为原
料，利用激光熔覆技术在ＢＴ９钛合金表面制备了含Ｔｉ５Ｓｉ３／ＮｉＴｉ２的金属间化合物耐磨复合涂层。经分析表明：涂层组织结构均匀，与基体之间通过由基体上外延生长的ｂ钛基固溶体树枝晶而逐渐向涂层梯度过
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