摘要：表面工程自其诞生以来，经历了从传统表面工程向复合表面工程、纳米表面工程及表面工程自动化的发展，正在信息技术、生物技术、纳米科技等前沿领域中萌生。随着智能时代的来临，智能表面工程应运而生。智能表面工程是对摩擦表面赋予智能调控性能，使之具有自感知、自适应、自愈合能力，从而实现摩擦学行为的智能控制。介绍皮肤自感知、关节自感知、消化道自适应和表皮自愈合等人体表面智能性，触屏自感知表面、损伤自感知表面、摩擦自感知表面和触压自感知表面等自感知表面创新，自适应表面变色、自适应调光涂层、自适应疏水涂层、自清洁除尘表面、自适应隐身表面、自硬化耐磨表面和自减摩超滑表面等自适应表面创新，植物自愈合、自愈合聚合物膜、自愈合导电皮肤、自愈合离子皮肤、自修复防腐涂层、自愈合蛋白质体、自愈合关节软骨和自愈合磨损划痕等自愈合表面创新。以往的表面工程是对材料表面强化以提高其物理、化学、力学性能的技术和方法，而智能表面工程则是赋予材料表面自润滑、自抗磨、自耐蚀、自修复等功能的智能表面技术和方法。未来的智能装备离不开摩擦智能，摩擦智能必须有智能表面。智能表面制造须要深入研究仿生科学与表面工程技术交叉融合，因此在摩擦学、仿生学、低碳学等领域尚有许多需要探索的关键理论和技术问题，一旦取得突破，将促进智能表面工程领域的显著进步。可以预见，摩擦智能表面工程将支撑智能装备制造技术的发展，创造出更快、更强、更稳的机械系统；仿生智能表面工程将使机器人更智能地实现对自身运动的感觉、对空间的感知和对外部刺激的反应；低碳智能表面工程将降低摩擦系统能耗、减少建筑领域碳排放，从而使摩擦学及表面工程研究与人类命运共同体紧密结合在一起。

摘要：为评估六自由度工业机器人末端执行器在任务空间中作业的可靠性与精确性，提出了一种基于包络法的机器人运动可靠性分析策略。首先，通过运动学获得机器人系统的误差函数及可靠性模型。其次，采用包络法求解可靠性模型获得末端执行器的失效概率，并通过泰勒公式对误差函数进行线性化处理，同时，在计算过程中排除协方差矩阵中的冗余点，使其符合正定条件，提高包络线的准确性。最后，对所提方法进行了仿真分析，结果表明，包络法相对于蒙特卡洛法的误差为0.5%~19.8%，验证了该方法的有效性。

摘要：冷金属过渡（CMT）技术是在传统MIG/MAG焊基础上开发的一种改进型熔化极气体保护焊，具有热输入低、飞溅小、成形美观、绿色高可靠等一系列优点，广泛应用于航空航天、海工装备、车辆工程等领域。概括了冷金属过渡技术的原理及特点，重点介绍了冷金属过渡技术在异种金属焊接、薄板焊接、增材制造等的研究应用，以及目前存在的一些问题及未来需要研究的重点和方向。

摘要：功率超声波具有节能、环保、高效以及可提高焊接质量等优点，在弧焊中具有广泛应用前景。概述了功率超声波在弧焊领域的发展情况，讨论了超声波的几种特殊效应以及功率超声辅助在各种焊接方法中的应用特点，并对未来超声波技术在电弧焊接中的研究方向进行了展望，希望对电弧焊接过程中的超声技术进行基础研究与工程应用的焊接学者提供一些有价值的参考。

摘要：旨在探讨摩擦伏特效应及其在能量收集与智能传感器中的应用。半导体异质结界面发生滑动时，摩擦会激发界面电子-空穴对，电子-空穴对在半导体界面电场作用下发生定向迁移，产生直流电，这一过程被称为摩擦伏特效应。基于摩擦伏特效应的机械能收集器件被称为摩擦伏特纳米发电机。摩擦伏特纳米发电机能够直接输出直流电，且具有低阻抗的输出特性，因此受到广泛关注。首先阐述摩擦伏特效应的内涵，总结摩擦伏特效应研究中的关键科学问题：电子-空穴对激发机制与界面电场形成机理。其次介绍摩擦伏特效应在能量收集以及智能传感方面的应用及其优化方法。围绕摩擦伏特效应中的能量传输规律，提出摩擦伏特效应研究中的摩擦学问题以及表界面工程问题，以及几何结构非对称和摩擦诱导界面非对称因素对摩擦伏特效应存在潜在贡献的观点。最后指出摩擦伏特效应未来的研究将呈现多元化、智能化的发展趋势，优化材料的表面结构、提高稳定性、输出功率以及耐久性将成为摩擦伏特纳米发电机发展的关键方向。通过这些技术突破，稳定性、输出功率以及耐久性全面提升，摩擦伏特效应有望在实际应用中得到广泛部署，并在智能传感、环境监测、可穿戴设备等领域发挥重要作用。

摘要：文章旨在探讨高性能材料(以钛合金以及镍基合金为例)表面磨削技术的现状,深入分析了其在磨削加工中的难点,探讨了超高速磨削、磨料喷射加工等先进磨削技术的应用,为钛合金以及镍基合金在磨削过程中优化磨削参数、控制磨削力和调整冷却系统提供了解决思路,从而达到提高加工效率和表面质量的目的。文章最后对高性能材料表面磨削技术的发展趋势以及未来研究方向进行展望。

摘要：飞秒激光因其超高峰值功率、超短脉冲持续时间和极小的热影响区，已成为加工三维微纳结构的强大工具。拓扑学概念与飞秒激光微纳加工技术的交叉融合，为在三维空间中构造具有独特物理特性的光子和微结构体系开辟新途径。围绕飞秒激光加工的机理及各类技术，综述飞秒激光加工三维结构在拓扑光子学、几何拓扑微纳结构等领域的应用，总结面临的挑战并对未来进行展望。

摘要: 为解决传统三轴打印在曲面领域制备能力不足的瓶颈，克服阶梯效应等缺陷，本文设计研发了一种基于多自由度机械臂的直写式3D 打印平台，并采用硅橡胶材料开展打印实验，系统研究了喷头打印角度对线条几何形状和多层线条成型效果的影响，最终制备出高保形性的结构样品。研究表明: 改变喷头引导角进行打印时，随着喷头引导角度的增大，硅泡沫线条宽度的一致性更高，且引导角大于0°时所打印的线条横截面形状规则，多层结构的成型效果良好，并可改善大跨距下的线条塌陷问题。本文实验结果揭示了打印高保形性硅泡沫的多角度工艺规律，与传统的竖直方向或法线方向相比，喷头引导角大于0°时打印的硅泡沫结构保形性更高，可为曲面传感器、共形天线等对保形性要求较高的应用场合提供借鉴指导。

摘要：电子束粉末床熔融增材制造技术具有功率大、能量利用率高、扫描速度快、成形应力低、真空环境成形等突出特点，是国内外竞相发展和应用的金属增材制造技术之一。近年来，国内外在电子束粉末床熔融增材制造装备和工艺方面取得多项突破性进展，长期困扰该技术创新发展应用的成形尺寸小和电子枪阴极寿命短等问题已经得到了有效解决，并且涌现出多种新成形工艺和成形质量在线监控技术，在高熔点、高反射率、脆性难加工金属材料复杂构件增材制造方面展现出更加广阔的应用前景。本文从装备发展、在线监控和成形工艺三个方面，对国内外近年来电子束粉末床熔融增材制造技术的新进展进行了综述，并对其发展趋势、面临的技术挑战和应用前景进行了分析和展望。

摘要: GaN 晶体广泛应用于新能源汽车、航空航天和军事等领域, 但硬脆性限制了其加工效率。研究精密加工中不同形状压头对材料破坏损伤的影响是实现GaN 高效韧性去除的关键。采用分子动力学对GaN 晶体Ga 面的压入和划入过程进行模拟,分析了球形压头以及不同朝向的Berkovich 压头对原子堆积和滑移以及刃位错分布和演变规律的影响。在压入过程中, 位错主要分布于压头与材料接触边界的外围; 对于球形压头, Ga 面上的原子滑移主要沿着晶向族的6 个方向; 对于Berkovich压头, 尖锐棱边能有效抑制该方向原子的滑移和位错扩展, 当压头一尖锐棱边朝向[11-20]晶向时, 原子滑移以及位错现象减少, 原子滑移和堆积主要出现在垂直于压头3 个侧面的方向上。在划入过程中, 刃位错主要经历了滑移产生、扩展成型和破坏重组3 个过程。球形压头划入后产生的位错最多, Berkovich 压头尖角朝前划入后产生的位错适中, 且亚表层非晶形变区域均匀, 原子堆积少。