等離子體電解沉積是一類新穎而高效的表面處理技術，可在金屬表面形成較厚的冶金結合強化層，因此，在金屬表面強化與功能化改性方面具有廣闊的應用前景。
近些年來該技術得到了國內外材料研究領域的專家以及涉及金屬產品表面強化與裝飾的企業的廣泛關注，發展很快。然而，在理論與工程技術等方面尚存許多問題需要研究解決。本文主要開展了以下幾方面研究工作：
1)鋁表面等離子體電解氧化；
2)鋁表面等離子體電解氧化及其強化與刷鍍；
3)Q235鋼表面間接等離子體電解氧化；
4)Q235鋼表面等離子體電解溶滲；
5)W9Mo5Cr4V2高速鋼ESD-PED復合表面改性。在鋁表面等離子體電解氧化方面系統研究了等離子體氧化過程中電學參量、陶瓷層的厚度、表面形貌特征、相組成等隨時間的變化規律和微觀機理，以及陶瓷層的耐磨耐蝕性能等。
研究表明：等離子體電解氧化過程中處理液的組分也參與到反應當中，并成為陶瓷層的一部分；陶瓷層厚度主要與電流密度和處理時間有關，不同電流密度下存在不同的處理時間，電流密度越小，處理時間越短；陶瓷層內殘留的放電通道尺寸隨時間延長而增大，數目減少，并依此建立物理模型推導出放電通道處溫度升高速率與工藝參數及材料常數的關系式。在鋁表面等離子體電解氧化及其強化與刷鍍方面主要研究了幾種添加劑，以及添加劑與超聲波共同作用對陶瓷層的生長速度與性能的影響，提出并初步研究了刷鍍等離子體電解氧化陶瓷層及其電絕緣特性。
研究表明：電解液內添加重鉻酸鉀K2Cr2O7后形成的陶瓷層很致密，有大理石質感，陶瓷層的成膜速率也有顯著提高，而鎢酸鈉，氟化鉀，硼砂和納米氧化鋁粉末等其它幾種添加劑效果不明顯，有的甚至產生負作用，如增大放電通道尺寸；超聲波對等離子體電解氧化過程具有明顯的促進作用，有效地提高了陶瓷層的生長速率、硬度、耐磨性與耐磨性；刷鍍等離子體電解氧化具有不受電解槽的尺寸和電源功率限制，并且可以方便地對工件進行局部陶瓷化處理等優點；陶瓷層的擊穿電壓隨陶瓷層厚度增加而升高，而擊穿場強隨厚度增加而下降。在Q235鋼復合等離子體電解氧化研究中分別開展了有關熱浸鍍鋁層和經感應重熔的電弧噴鋁層作為中介層進行等離子體電解氧化的模擬、試驗與理論研究。
研究表明，這兩種復合強化技術均可在鋼表面獲得冶金結合的復合涂層，明顯提高了鋼表面耐蝕性和耐磨性。在Q235鋼等離子體電解溶滲研究中，系統研究了電解液、電壓、處理時間、極間距等工藝規范的影響情況，研究表明：采用KCl-C2H5ONH2電解液體系對Q255鋼進行液相等離子體電解碳氮共滲處理，效果很顯著，而采用KCl-HCONH2 andKCl-CO(NH2)2電解液體系未能獲得明顯有效的滲層或電解液發生快速分解失效。對采用KCl-C2H5ONH2電解液體系進行液相等離子體電解碳氮共滲處理開展了系統研究工作，獲得了一系列重要研究結果。
在W9Mo5Cr4V2高速鋼PED-ESD復合表面改性研究中，以W9Mo5Cr4V2高速鋼為基體，YG8硬質合金為電極，開展了工藝與組織性能試驗研究工作。研究表明，新方法的成膜速率明顯高于ESD技術，形成的金屬陶瓷涂層耐磨性也明顯優于ESD技術。
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