为了利用激光熔覆技术实现模切机刀辊刀刃的增材制造, 以激光功率、扫描速度、离焦量为影响因素, 在45钢表面进行WC增强Ni基混合粉末的单道激光熔覆正交试验, 制备单道激光熔覆梯度涂层, 并对熔覆层的显微组织结构、缺陷率、残余应力以及显微硬度进行分析。由分析结果得出, 熔覆层组织呈现出有利于改善熔覆层性能的明显分层; 缺陷率随着扫描速度和离焦量的增大而增大, 随着激光功率的增大先增大后减小, 其中扫描速度对缺陷率有显著的影响; 熔覆过程中熔覆层与基体之间的温度差以及熔覆层与基体之间热膨胀系数差异是产生残余应力的主要原因。各因素对残余应力的影响主次顺序为扫描速度＞激光功率＞离焦量。组织分层的结构有利于缩小熔覆层与基体的线膨胀系数差异; 显微硬度从基体到熔覆层顶部呈阶梯状增长, 熔覆层顶部的显微硬度可达到70 HRC, 是基体的3～4倍, 优于目前实际大规模使用中性能最优的进口粉末冶金硬质合金的模切机刀棍刀刃硬度(63 HRC)。

以铝包镍(KF-6)和TiB2为熔覆材料, 利用激光熔覆技术在铜合金(Cr-Zr-Cu)表面制备出了以KF-6为过渡层,以TiB2增强镍基复合涂层为强化层的梯度涂层。研究结果表明, 熔覆粉末中TiB2含量不同, 其在强化层中的组织形态存在明显差异; 强化层的平均硬度介于1150~1450 HV之间; 当TiB2质量分数为10%时, 梯度涂层具有最小的磨损率; 当TiB2质量分数为30%时, 梯度涂层具有较为平稳的摩擦系数(约为0.4); 处于基体和强化层之间的过渡层, 能有效减弱强化层与基体之间成份和硬度的突变, 使梯度涂层的成分及硬度平滑过渡。

采用激光熔覆与等离子喷涂复合技术制备含氟羟基磷灰石(HA)生物陶瓷涂层，用HA、氟化钙(CaF2)、钛(Ti)混合粉末在Ti-6Al-4V 基体上用激光熔覆制备过渡层，其上以HA、CaF2 为原料用等离子喷涂技术制备富含Ca10(PO4)6 Fx (OH)2 -x 的陶瓷层。通过对涂层样品进行拉伸实验、模拟体液(SBF)浸泡的测试并结合X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微和能谱(SEM/EDS)分析，研究了F 含量对涂层物相组成、结合强度、表面形貌、生物活性的影响。结果表明：激光熔覆与等离子喷涂复合技术制备的涂层可以提高结合强度至20.1 MPa，当x=1.5时达到最大值28.4 MPa；随着x 值的不断增大，涂层的结晶度提高、生物活性增强，但是涂层表面的裂纹数量增多。当x=1.0~1.5之间时涂层的综合性能最好。

利用激光熔覆制备技术,通过涂层成分设计与梯度制备方法,在Ti-6Al-4V钛合金基体上制备界面冶金结合的生物陶瓷梯度涂层。主要利用金相显微、扫描电镜、硬度计和X-射线衍射等分析手段,对制备梯度涂层的熔覆工艺、组织结构、相组成及其形成机理进行了研究。实验结果表明: 梯度涂层的成分组成分别为第一层Ti粉80%、CaCO3和CaHPO4为19%、Y2O3为1%;第二层Ti粉40%、CaCO3和CaHPO4为59%、Y2O3为1%;第三层Ti粉为0%、CaCO3和CaHPO4为99%、Y2O3为1%。在优化激光制备工艺参数条件下,成功在钛合金表面制备出了界面冶金结合、无裂纹缺陷的类生物骨组织结构的梯度涂层。涂层中的主要生物陶瓷相是CaTiO3、CaP及Ca3(PO4)2相。由于采用了钛成分含量的梯度变换设计,避免了基体和涂层及层与层之间材料因热膨胀系数、弹性模量差异过大而造成结合界面的孔洞、裂纹现象,同时保证了钛合金基体与生物骨涂层之间形成了牢固的冶金结合。

为了获得成分及性能连续变化的梯度涂层，采用2.5 kW半导体激光器和四路联动送粉系统，利用旁轴送粉方式，通过成形过程中实时改变Ni25/Ni60双组分自熔合金粉末及AlSi12/Fe62双金属自熔合金粉末的组分配比，在45#钢棒状基体上分别制备了宽度为9 mm的粉末组分连续变化的螺旋状梯度涂层。对涂层试样进行能量色散谱(EDS)、显微组织及显微硬度测试。结果表明，沿涂层制备方向，Ni25/Ni60梯度涂层中Cr元素含量和显微硬度连续降低；AlSi12/Fe62梯度涂层中Fe、Cr和Al等元素含量分别沿制备方向连续变化；两种涂层各自的显微组织呈明显变化。

在Co基熔覆涂层材料成分与结构设计的基础上，利用脉冲激光诱导原位反应技术，在结晶器Cu合金基体材料上制备陶瓷相增强Co基梯度涂层。利用分析技术对制备涂层的组织结构、成分、性能和涂层形成机理进行了系统研究。结果表明,设计成分的梯度变化成功制备出具有3层梯度的Co基合金涂层，实现了涂层组织与性能的梯度变化。梯度涂层里没有裂纹和气孔缺陷，涂层与Cu合金基体形成冶金界面结合。激光诱导原位生成了纳米级Cr-Ni-Fe-C,MoNi4,Cr7C2,WC1-x等颗粒,起到了增强Co基合金梯度涂层的作用。梯度涂层各层的陶瓷颗粒数量呈现由第1层到第3层逐渐增多的趋势，硬度由铜合金基体的94 HV逐渐增加到最外层涂层的523 HV。涂层中石墨具有改善梯度涂层摩擦性能的作用。

为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力，提高涂层与基材的结合强度，设计了一种稀土活性生物梯度陶瓷涂层，采用宽带激光熔覆技术，在TC4合金上制备了含HA+β-TCP稀土活性梯度生物陶瓷复合涂层。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、模拟体液（SBF）以及电化学分析仪等手段对涂层组织结构、生物活性及耐腐蚀性进行了研究。结果表明，生物活性稀土梯度涂层分为基材、合金化层以及生物陶瓷层3个层次，且各梯度层之间均为良好的化学冶金结合；稀土氧化物Nd2O3在宽带激光熔覆生物陶瓷的过程中具有催化合成HA+β-TCP的作用，且当Nd2O3质量分数为0.6%时，催化合成HA+β-TCP的量最多；当Nd2O3质量分数为0.4%～0.6%时，涂层的耐腐蚀性最好且涂层表面沉积的磷灰石相的量最多，具有最佳的生物活性。

二向色分光镜是MD投影机中的分色元件。在基板玻璃上镀有分光膜，白色光源照射在二向色分光镜上，部分波段的光反射，部分波段的光透射，因为波段不同，所以在两个方向上呈现不同的色光。这种二向色分光原理，在投影机光学引擎中得到应用。利用两个二向色分光镜，分别镀有两种不同的分光膜，将白色光分解为R、G、B三基色光。也可利用二向色分光原理做成合色棱镜，将三基色光合成后形成彩色图像。

用Co基新合金粉为梯度涂层原材料, 在结晶器用Cu-Cr合金表面利用激光诱导原位制备陶瓷相增强Co基合金梯度涂层。对实验制备样品涂层的组织结构与性能进行了研究。结果表明, 激光制备Co基梯度涂层的工艺参数为：激光平均功率50 W, 频率15 Hz, 脉宽3 ms, 扫描速度4.0 mm/s, 搭接率20%～25%。实验制备出了3层具有不同成分和结构的梯度涂层, 梯度涂层的主要组织是α-CoCr2(Ni, O)4合金相, 而Fe-Ni, Cu-Ni以固溶相的形式存在其中, 梯度涂层的各个分层中原位生成的碳化物陶瓷颗粒的数量、密度都呈现由内层到外层逐渐增大的趋势。梯度涂层的平均显微硬度由铜合金基体的94 HV呈梯度递增加到了最外层的432 HV, 摩擦实验表明梯度涂层的最少磨耗量为0.008 g, 表明激光原位制备的梯度涂层具有良好的耐磨性能。

利用激光熔覆的方法在纯钛表面制备了羟基磷灰石(HA)生物陶瓷梯度涂层,通过电子探针和X射线衍射仪(XRD)对不同工艺参数下制备的涂层进行了微观组织观察和物相分析。实验结果表明,当激光功率为600 W,扫描速度为3.5 mm/s时,在纯钛表面可获得组织致密结合形态好的HA生物陶瓷梯度涂层,涂层的组织为胞枝晶和枝状晶,与人体骨组织的结构相似,主要由生物活性较好的HA相以及α-Ca2P2O7,Ca3(PO4)2等钙磷相组成,涂层下部的Ca,P的原子比例与HA中的Ca,P的原子比例相当,涂层表面因P的丢失而使其比例略高。随着功率的提高,涂层组织出现了少量的微孔,微孔的出现有利于骨组织在其上面植入生长,但涂层中Ca,P的原子比例升高,涂层的生物活性降低。随着扫描速度的加快,涂层熔化不充分,组织疏松,强度降低,影响了其使用。