（1）表面工程是表面预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，以获得所需表面性能的系统工程。目前，表面工程已成为横跨材料学、摩擦学、物理学、化学、光电子学、界面和表面力学、纳米材料技术、信息技术、生物医学材料等学科的边缘性、交叉性、综合性、复合型学科。表面工程的最大优势是能够以多种方法制备出优于整体材料性能的表面功能薄层，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等性能。这层表面材料与制作部件的整体材料相比，厚度薄，面积小，但却承担着工作部件的主要功能。
随着能源、资源问题的日渐突出，以铝、镁金属及其合金为代表的轻合金材料应用越来越广，与此相关的表面工程新技术也不断涌现。
（2）微弧氧化是一种快速有效的铝合金表面处理方法。普遍微弧氧化层一般由两层组成，即表层疏松层和底层致密层。最具有代表性的工作是王福会与杜克勤团队的研究，他们在铝合金表面可以制备没有任何疏松层的氧化铝膜，中性盐雾试验达5000小时以上；在镁合金表面制备的微弧氧化膜，中性盐雾试验可以达到1000小时以上，这两项成果已经在海军装备几十种部件上获得了应用。为解决普通微弧氧化层表面疏松的问题，装甲兵工程学院的研究人员提出了纳米复合微弧氧化陶瓷层的设计思想，在铝合金表面成功制备了纳米复合微弧氧化陶瓷层。测试表明，普通微弧氧化层孔径集中在2µm附近，孔隙率为20.3%；纳米复合微弧氧化陶瓷层的孔径集中在0.4µm附近，孔隙率为6.5%。往复式摩擦磨损试验表明，纳米复合微弧氧化陶瓷层耐磨性明显提高，其体积磨损率仅为普通微弧氧化层的1/2.600℃冷水热震循环试验表明，普通微弧氧化层试样经30次热震循环后出现涂层表面脱皮现象，而纳米复合微弧氧化陶瓷层经65次热震循环后表面无明显变化，表现出良好的抗热震性能。
（3）镁合金是一种最轻的工程结构金属材料，但是镁合金的耐蚀问题长期以来严重地制约了镁合金的开发和广泛应用。开展镁合金防腐蚀研究，提高其耐蚀性具有重要的意义。传统的镁合金化学转化膜溶液中通常含有毒性高且有可能致癌的六价铬，其使用日渐受到各国的严格限制。近年来，针对用于替代传统铬酸盐化学转化处理的各类型工艺，国内外对镁合金无铬转化膜技术开展了大量的研究。邹茂华等研究发现镁合金铈转化膜的主要成分为铈的氧化物-氢氧化物，膜中铈以三价和四价两种价态存在。在AZ31镁合金表面制备的镧转化膜均匀、致密，主要由氢氧化镧组成，还有少量氢氧化镁及碳酸镧、碳酸镁等；转化膜对基体金属防护效果好。
（4）替代传统电镀铬的绿色镀膜技术在发动机活塞环的涂层应用中，最具代表性的是CrN系复合膜和Cr/CrN多层膜等。装甲兵工程学院和武汉大学等单位在新型CrN纳米多层膜，使涂层的残余应力大幅下降，结合强度明显提高。开发的CrTiAlN薄膜比电镀铬具有更高的硬度和抗高温氧化性能。蔡志海等采用多弧离子镀技术在活塞环表面制备了CrN涂层，系统地研究了不同N2含量对CrN涂层的相结构和纳米硬度的影响规律。研究结果表明：随着N2含量的增加，薄膜由Cr2N(211)相过渡到CrN(220)相；与Cr电镀层相比，CrN涂层主要以魔力磨损为主，犁沟较窄且平滑，抗高温粘着磨损性能明显增强，而且摩擦系数较小，具有较好的摩擦匹配性能，更适用于活塞环服役的高温磨损环境。
（5）根据国家空间技术发展需求，研究了空间环境下润滑材料的失效规律和机理，并在此基础上，开发了适用于空间环境的高性能润滑涂层材料。研究了多种润滑材料在空间环境中的摩擦学行为，发现真空和原子氧是导致润滑材料性能变化的主要原因。通过组分复合和多层复合，有效突破单一组分PVD薄膜的性能极限，发展出高性能的空间技术用润滑薄膜。“十一五”期间，针对不同空间部件的要求，法阵了MoS-Au-Re三元复合膜、梯度多层Ni-Cu-Ag复合膜、多层无机和金属纳米复合膜等具有不同特点的空间技术润滑薄膜，其中MoS-Au-Re三元复合膜比复合前的MoS溅射膜的耐磨寿命提高了2倍，梯队多层膜通过梯队过渡，解决了润滑曾与底材的粘结问题，提高了薄膜的力学性能。目前，上述润滑薄膜已分别成功应用于“神州”等多种航天型号，解决了空间运动部件的长寿命特殊润滑难题。
（6）激光表面强化技术与传统表面工程技术如电镀、刷镀、热喷涂等比较，具有对环境的污染更小、结合强度高、能胜任更加恶劣的工况的特点，具有广泛的应用前景。中国科学院金属腐蚀与防护重点实验室对某型号航空发动机铸造镁合金机匣的局部铸造针孔、疏松和裂纹等缺陷，采用激光涂敷和重熔技术进行了整修，提高了机匣的致密性和完整性。广州有色金属研究院利用激光熔覆技术，在铜合金表面制备出了高硬度、高耐磨、抗热震与基体冶金结合的金属陶瓷复合涂层，与目前铜合金表面常用的电镀Ni-Co镀层相比，耐磨性能提高了2.3倍，抗热震性能提高了3.5倍。
从宏观上讲，表面工程对节能、节材、环境保护有重大效能，但是对具体的表面技术，涂装、电镀、热处理等均有“三废”的排放问题，仍会造成一定程度的污染。现在，有氰电镀已经基本上被无氰电镀所代替，一些有利于环保的渡液相继续被研制出来。当前，在表面工程领域，提出了封闭循环，达到零排放，实现“三废”综合利用的目标。总的来看，表面工程工作者在降低环保的负面效应方面仍是任重而且艰巨。
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