随着表面技术及工程的发展,各种功能涂层愈来愈引起人们的重视,其应用范围涉及能源、石油化工、纺织、海洋、水利工程、建筑、机械、航空航天、交通、军事等诸多领域,与国家经济建设、国防及人们的日常生活关系日益紧密,已成为表面工程技术的一个重要组成部分。近年来,纳米材料涂层的发展突飞猛进,但纳米材料涂层的制备技术仍是限制其广泛应用的主要瓶颈因素,特别是功能涂层的制备技术更是众多科研工作者的研究重点方向之一本文提出了一种新型的涂层制备技术——爆炸压涂,详细介绍了爆炸压涂的原理,确定了爆炸压涂的工艺路线,设计了爆炸压涂试验,主要研究了涂层的结合机理。在研究的过程中,涉及到爆炸冲击方面的理论有炸药爆轰驱动飞板、粉末介质中的冲击波、粉末材料的冲击状态方程等。利用爆炸压涂成功地制备了铜涂层。根据爆轰驱动飞板理论,研究了关键工艺参数对涂层制备的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等设备研究了涂层的金相组织、断面形貌、表面元素成分和显微硬度,用截线法计算了涂层的平均孔隙率。对爆炸压涂金属涂层的形成机理进行了分析。涂层的形成机理包括金属板与金属粉末的结合机理、金属粉末颗粒之间的结合机理两个方面。指出爆炸压涂过程中板粉界面附近的角变形是造成界面失稳并形成波状界面的重要因素之一,影响着界面的结合状态和结合强度；金属板在高速变形下发生了剪切失稳,产生了金属射流,有利于金属板与粉末紧密结合。至于粉末之间的结合机理主要是颗粒塑性变形、高压下孔隙闭合和颗粒表面熔化共同作用的结果。计算了金属粉末在冲击压缩和颗粒塑性变形作用下造成的温升。分析了冲击波压缩粉末材料使其温度升高的原因,推导了冲击波压缩粉末产生的温升计算公式。另外,粉末材料在冲击波作用下发生塑性变形,同样会使粉末材料温度升高。这两种情况造成的温升都是瞬时的,而且冲击波压力卸载是等熵过程,对温度来说是绝热的。在如此短暂的时间内,热量还来不及传导至粉末颗粒内部,一旦颗粒表面的温度达到粉末材料的熔点,颗粒表面将产生熔化,之后将以材料固化的形式颗粒之间彼此紧密结合在一起。利用LS-DYNA有限元程序中的SPH无网格法模拟了爆炸压涂制备铜涂层过程中不同冲击速度下的冲击波传播过程,绘制了冲击波在铜粉末中传播的压力云图、压力与时间关系曲线、压力与颗粒层数的关系曲线。对每层粉末来说,知道当前层的冲击压力,就可以计算这层粉末的温升,与材料的熔点温度对比,就可以判断当前层是否能够熔化。冲击波压力随着传播距离逐渐衰减的,粉末层必将存在温度梯度,即粉末的温度是逐层降低的。一旦当前层的温度降低到材料的熔点以下,这层的粉末和下层粉末不能有效结合,从而可以确定粉末的有效结合层数。通过压力和粉末层数的关系曲线,可以计算爆炸压涂金属粉末涂层的有效结合层数。利用爆炸压涂技术制备了陶瓷材料涂层,研究了陶瓷涂层的结合机理。并且初步分析了纳米尺度陶瓷涂层的微细观机理。通过对爆炸压涂制备的纳米氧化锆陶瓷涂层测试分析,发现涂层中颗粒没有发生熔化；经过对粉末和涂层的晶粒尺寸计算,指出纳米氧化锆颗粒并没有发现晶粒长大的现象。其后分析了爆炸压涂过程中陶瓷颗粒的破碎机理,解释了纳米陶瓷涂层的结合机理。最后,总结了研究成果,并给出了下一步研究工作的建议。