近日，山东大学可持续制造研究中心李方义、李剑峰、李燕乐、鹿海洋等通过PCT途径申请的国际专利《Design Method of Tangential Gradient Thermal Spraying Coating for Complex Profile Workpieces》，获得美国专利局授权，专利号US 10892311 B2。

中心长期致力于机械装备关键零部件的再制造理论、设计、工艺与装备的研究与开发。大型风机广泛应用于冶金、石化、发电等行业及西气东输工程的输运、引风和冷却等，关键零部件叶片在服役过程中受气固两相流冲击易发生冲蚀磨损，利用热喷涂技术制备耐磨涂层是提升其抗冲蚀性能的重要手段。研究发现，叶片型面复杂、各位置冲击角度迥异，在低冲击角度下服役性能优异的金属陶瓷涂层，在高冲击角度下抗冲蚀性能急剧劣化，导致叶片因局部剧烈冲蚀磨损而报废。延性金属材料在高冲击角度下抗冲蚀性能优良，而在低冲击角度下性能劣化。

该专利基于脆性陶瓷材料和延性金属材料在不同冲击角度下的抗冲蚀性能差异，提出了变塑脆比（金属材料在金属陶瓷材料中的质量占比）以适应不同区域的冲击角度变化的按需增韧新方法，设计了切向渐变涂层新结构，揭示了冲蚀率与冲击角度、塑脆比之间的映射规律，开发了可实现塑脆比实时调控的热喷涂双路送粉器，提升了涂层材料的抗冲蚀性能。

该专利不但对叶片气固两相流冲蚀防护、涂层材料多元增韧改性及其再制造修复等具有直接指导作用，对金属基复合材料和陶瓷基复合材料的设计、研发和制备也具有一定的学术和工程借鉴意义。

近年来，围绕该核心专利，中心共申请专利30项，其中国际专利6项，中国发明专利20项，获得授权国际专利1项，中国发明专利10项，实用新型专利4项，获2020年度济南市高价值专利培育项目，形成了较全面的切向渐变涂层设计、制备、检测与评估技术专利群。围绕绿色制造与再制造方向，中心先后承担国家973、863、国家重点研发、国家自然科学基金等项目，突破了机械装备高效绿色再制造关键技术，获山东省科技进步二等奖1项（2018）、中国机械工业科学技术二等奖1项（2019）。