辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院立足鄂尔多斯市产业发展需求，设立校地科技合作培育项目，重点服务于能源领域，与鄂尔多斯市企事业单位共同提出研究题目。项目聚焦能源绿色开发、安全高效智能开采、资源价值利用等关键技术难题，通过定向对接企业需求，组建科研创新团队，开展产学研协同攻关，助力企业突破技术瓶颈，推动鄂市能源产业技术升级与创新发展，实现“校-院-地”优势互补、合作共赢目标。
本成果来自于2024年校地科技合作培育项目《液压支架关键部件耐磨防腐一体化涂层制备技术研究》。
一、项目背景
鄂尔多斯市是我国重要的能源基地，煤田地跨陕、甘、宁、内蒙古、晋五省区，其煤炭储量约占全国总储量的六分之一。埋深2000m以浅的煤炭总资源量约为4万亿吨；埋深1500m以浅的煤炭资源量达到2.4万亿吨。对于深部煤炭资源，井工开采通常是主要的采煤方式，由于井下环境湿度大、存在大量腐蚀介质，容易使立柱产生腐蚀和磨损失效，导致液压支架失去有效支撑作用。因此，针对性地对综采装备采取防护措施，对于煤炭生产安全与稳定运行具有重要现实意义。除液压支架立柱外，刮板输送机与采煤机等综采装备同样会经受腐蚀磨损交互作用，对设备的可靠性和安全生产带来隐患。由力学因素和电化学因素引起的腐蚀磨损耦合损伤已成为煤炭井下综采装备所面临的一个重大的科学和技术难题。因此，探索材料在极端环境下的腐蚀磨损行为及失效机理，开发耐磨防腐一体化新材料，是保障煤矿智能化开采向着高效能、绿色安全方向发展的关键。
厘清了不同陶瓷颗粒大小及含量在高熵合金复合涂层中的分布规律，探明了其对析出相、物相结构、高熵合金与陶瓷颗粒界面的影响规律。揭示了在激光重熔作用下高熵合金复合涂层中析出相、陶瓷颗粒、界面及高熵合金基体的演化特征。探明了腐蚀、磨损及其交互作用后腐蚀钝化膜、磨损氧化膜形成规律及损伤后微观组织变化规律，揭示了不同矿井水环境下高熵合金复合涂层腐蚀磨损耦合损伤机理。
该项目研究成果获2024年度中国职业安全健康协会科学技术三等奖1项，发表中科院SIC二区论文3篇。
中国职业安全健康协会科学技术三等奖
三、工程应用
针对不同矿井水环境，建立了感应熔覆制备高熵合金复合涂层及其激光表面改性关键技术；建立了微观组织与力学性能、耐磨防腐性能对应关系，揭示了不同矿井水环境下高熵合金复合涂层腐蚀磨损耦合损伤机理，为提高矿井综采设备使役性能提供理论与技术支持。熔覆涂层厚度可控范围0.5～1.5mm。在模拟高矿化矿井水中腐蚀速率，较传统涂层（如电镀层）提升50%以上。在干摩擦条件下磨损率较基体材料降低70%。
四、行业影响
传统表面防护技术存在污染高、成本高、涂层易失效等问题，制约产业竞争力。本项目创新采用感应熔覆技术制备高熵合金复合涂层，结合激光重熔表面改性工艺，突破传统涂层脆性大、耐蚀性不足的技术瓶颈，形成具有自主知识产权的表面防护技术体系。该技术可应用于液压支架、刮板输送机等核心装备的制造与再制造，提升综采装备的服役寿命，降低资源消耗与废弃物排放，助力鄂尔多斯市煤炭行业绿色低碳发展。
科研创新团队拥有教授2人、副教授4人，博硕研究生30余人。团队依托“辽宁省地矿工程特种材料专业技术创新中心”等省部级科研平台，长期深耕于工矿装备关键金属材料领域，聚焦于矿用材料制备、表面改性及防护技术的研发与应用。近年来，先后承担了国家自然科学基金、中国博士后基金、省部级科研基金及企业委托横向课题项目20项。近三年来共发表SCI论文60余篇，授权发明专利5项，获省部级科技奖励2项。
