近日，第十届表面工程国际会议（ICSE 2026）在扬州会议中心举行。会议期间，“2026中国表面科技十大进展”遴选结果揭晓，南方科技大学材料科学与工程系任富增教授团队的研究成果“预应变温热表面处理技术构筑超抗疲劳多级异质结构NiTi形状记忆合金”入选。

任富增教授团队提出梯度异质结构协同设计策略，先后发展了预应变温热表面超声喷丸和预应变温热激光冲击强化两项技术。通过调控表面成分、晶粒梯度、相结构和残余应力，团队实现了NiTi合金超弹性与抗疲劳性能的协同提升。在预应变温热表面超声喷丸强化研究中，团队通过升温与预应变相结合，提高冲击能用于表面塑性变形的效率，构筑梯度纳米结构并引入吉帕级残余压应力。在弯曲疲劳测试中，处理后材料寿命由约1000次提高至约1.3万次，达到未处理样品的13倍，同时保持超弹性。

在此基础上，团队进一步发明预应变温热激光冲击强化技术，在纳米晶NiTi合金表面构筑氮化物富集强化层、反向晶粒尺寸梯度和相梯度，并引入超过1 GPa的残余压应力。在最大表面拉伸应变为1.94%的四点弯曲测试中，处理后的样品经500万次循环仍未断裂，疲劳寿命提升3000倍以上。研究表明，高硬度表层与残余压应力能够抑制表面局部塑性变形和裂纹萌生，梯度组织与多相界面则可诱导裂纹偏转、分叉和钝化，阻碍裂纹扩展。上述协同作用为提高超弹性合金的高循环弯曲疲劳寿命提供了结构设计依据。

团队相关系列成果发表于 Nature Communications、Acta Materialia、Advanced Functional Materials 等期刊，围绕相关技术申请发明专利4项，已获授权1项。在成果转化方面，团队与北京大学深圳医院合作开展高性能医用金属植入物开发，并开展抗疲劳超弹性NiTi合金在固态制冷样机中的应用研究，推动研究成果向器件应用转化。

第十届表面工程国际会议（ICSE 2026）主题为“表面重构：面向未来制造的功能表面设计”，由中国机械工程学会主办。中国机械工程学会（Chinese Mechanical Engineering Society，简称CMES）成立于1936年，是我国成立较早、规模最大的工科学会之一。

供稿：材料科学与工程系

通讯员：邓雅丽

编辑：曾昱雯