突破了类金刚石薄膜制备中的高硬度/韧性匹配优化关键技术、低摩擦/长寿命界面设计技术、超厚膜和膜层高承载等关键技术。改善发动机、压缩机等关键零部件摩擦状态，大幅度降低其摩擦功耗，并最终提高其可靠性和服役寿命。
硬度:15-25GPa，具有类金刚石和类石墨的功能特点。摩擦系数：在各种工况下如干摩擦、发动机油润滑、压缩机油润滑、水润滑等环境下显示出低摩擦系数，0.01-0.1 范围以内。磨损寿命：同等摩擦条件下，较未镀膜部件磨损率降低 5 倍-3 个数量级。
节能减排发动机：燃料喷射系统（气门挺杆，柱塞，喷油嘴），动力传动系统（齿轮，轴承，凸轮轴），活塞部件（活塞环，活塞），减少摩擦，延长发动机的常规使用的寿命，使发动机具有更高的功率和更低的燃油消耗，并进一步减少汽车交通对环境的污染。节能空调、冰箱等用压缩机领域：在压缩机活塞、叶片/滑片、曲轴等关键零部件表面沉积涂层，能够大大降低压缩机摩擦功耗和噪音。油田装备：可用于油田管道、抽油泵杆等内表面防腐蚀与耐磨损处理。
针对含氢碳薄膜中由于单电子氢的链终结作用难以形成类富勒烯笼状结构的难题，提出了构筑笼状结构的离子注入弛豫模型，通过沉积脉冲能量周期变化对薄膜结构剪裁，突破了超低摩擦碳薄膜的类富勒烯笼状结构可控制备技术。率先制备了超弹性（85%）、超低摩擦（摩擦系数0.01）的宏观大尺寸类富勒烯结构含氢碳薄膜。
通过对摩擦界面行为的分析，发现在剪切力作用下薄膜中的石墨烯片层发生了自组织，并形成洋葱状纳米颗粒，基于此提出了非公度接触和滚动效应导致薄膜表现出超低的摩擦系数。
针对轴承钢形变软化温度低（150℃）而传统碳薄膜沉积工艺温度高（180℃）的难题，发明了定向沉积的箍缩磁场溅射等技术，提高了低温下的离化率和沉积速率；创制了栅极辅助柱状电弧离子镀膜装置，构建了双金属纳米多层梯度结构，在轴承钢表面实现高结合力（60N，HF1 级），在国际上率先突破了轴承钢表面低温沉积（
微弧氧化(Microarc oxidation，MAO)是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温度高压力作用，生长出以基体金属氧化物和电解液化合物为主要成分的陶瓷质膜层。此外，经过控制合适的电解液和电参数等工艺条件，在钢、铜、钕铁硼等金属表面也可实现微弧氧化反应制备得到氧化物陶瓷膜。
我们主要致力于针对航空航天和国防装备等高技术领域极端/苛刻服役工况下应用时微弧氧化膜面临的核心问题，开展微弧氧化膜的设计制备、性能评价以及损伤/失效机理研究，开发满足表面防护及功能需求的高性能微弧氧化膜制备工艺与技术，明显提高基材表面性能，实现工程应用。主要研究成果有：
a）耐磨自润滑微弧氧化膜：系统掌握了微弧氧化膜的生长机制规律，通过电解液配方设计、电参数调控及复合处理等手段，可对氧化膜结构、成分等特性进行大范围的调控，在铝合金、钛合金表面制备具有高硬度及与基材强结合特性的微弧氧化陶瓷膜，赋予其优异的耐磨及自润滑性能。
b）抗热冲击微弧氧化膜：掌握了与高温热冲击应用场合紧密关联的氧化膜成分、孔隙率、膜层/基材结合强度等特性的可控制备工艺，在铝合金、钛合金及碳钢表面制备了具有热导率低、耐热性能高、抗热冲击好等优异热性能的微弧氧化膜，有效提升铝、镁、钛合金以及钢制部件的工作温度。
c）原位着色热控微弧氧化膜：针对航空航天领域轻合金表面高吸收和低吸收热控涂层的应用需求，我们研发了独特的黑色和白色微弧氧化原位着色热控涂层制备工艺，涂层具备优秀能力的热控性能，还具有色泽均匀、稳定性高的特点（远优于阳极氧化热控涂层的稳定性）。
d）长效防腐蚀微弧氧化膜：通过合理的结构和组分设计，在铝、镁合金表面制备长效防腐蚀微弧氧化膜，并显著改善铝/镁合金连接件的电偶腐蚀和抗老化性能；研发了微弧氧化膜专用高效缓蚀型封孔剂，对氧化膜进行封孔后处理，进一步提升耐蚀性能 2~3 倍。此外，研发了在酸性环境中具备优秀能力耐腐蚀和抗老化性能的氧化膜制备工艺，赋予铝、镁合金优异的耐酸腐蚀性能。
a） 耐磨自润滑微弧氧化膜：铝合金微弧氧化膜硬度 900~2000HV，钛合金微弧氧化膜硬度 500~1200HV，干摩擦条件下的摩擦系数 0.15~0.8；
b） 抗热冲击微弧氧化膜：铝合金和钛合金微弧氧化膜分别经 1600 次（20℃⇔ 450℃）和 200 次热震试验（20℃⇔ 650℃）不脱落；
c）原位着色热控微弧氧化膜：黑色热控涂层太阳吸收率 αs 可达 0.95（与国内外类似涂层指标相当），白色热控涂层太阳吸收率 αs 不大于 0.3，最低可0.2（国内最优为 0.24，国外最优为 0.38）；
d）长效防腐蚀微弧氧化膜：铝合金和镁合金微弧氧化膜耐中性盐雾1000 h和 500 h，封孔后处理耐中性盐雾3000 h 和 1000 h，铝合金微弧氧化膜耐酸性盐雾1000 h。
针对我国风电产业快速的提升对特种润滑材料的迫切需求，结合我国西部风极端气象特点，研制了风电润滑全套产品，包括叶片轴承润滑脂、齿轮油、主轴润滑脂、发电机润滑脂及偏航系统润滑脂共 6 种产品。在宁夏贺兰山风电厂多台风机上与原进口润滑油、脂进行 18 个月的对比运行、现场监控、油样检测分析及设备拆检观察等应用试验。所开发的风电设备专用高性能润滑油、脂产品，其各项常规性能指标不低于当前使用的国外同种类型的产品，而价格不高于国外同种类型的产品，实际使用试验结果应有着非常明显的节能，有很大效果预防传动系统摩擦件因过度磨损、点蚀破坏而导致的设备故障，提高发电效率，并延长风机常规使用的寿命的作用。产品面市后与国外产品相比将具有强的竞争力。
近年来随着我们国家中东部地区持续大范围连续雾霾天气的出现和空气中PM2.5 含量的持续不断的增加，我国政府及民众对车用柴油的品质更加关注。精制加氢低硫柴油的颗粒污染物排放远低于普通柴油，因此柴油低硫化或无硫化是车用柴油重要的发展的新趋势。研究表明，柴油在精制加氢脱硫过程会导致其润滑性能的劣化，当柴油中的硫含量低于 500 ppm 时，将对柴油发动机的燃料喷射系统产生损坏，当含量低于 350 ppm 时则必须要加入柴油抗磨损添加剂提高柴油的润滑性能，以保证柴油的正常使用。目前我国车用柴油之行的标准为国 III 标准，柴油硫含量低于 350 ppm，到 2015 年 1 月 1 日我国将全方面执行国 IV 标准，届时柴油硫含量将低于 50 ppm。目前国内使用的低硫柴油抗磨添加剂主要依赖进口。项目所研制的高效低硫柴油抗磨损添加剂在较低添加量下可有效提升不一样低硫柴油（硫含量低于 50 ppm）的摩擦磨损性能且与其它柴油添加剂有较好的配伍性，成本低于国外同种类型的产品，具有广阔的市场应用前景。
研究所发展并掌握了高效低硫柴油抗磨损添加剂的设计、制备及规模化生产技术。所研制的添加剂多种类型低硫柴油中均通过了摩擦磨损性能测试（SH/T0765，高频往复试验机），其测试结果优于部分现用国外产品，技术处于国内领先水平。
该项目可应用于我国石化行业，提高我国低硫柴油的抗磨损性能，解决柴油低硫化过程中的润滑难题。此外，随着我们国家低硫柴油应用的普及，低硫柴油抗磨损添加剂的消耗量也将逐年增加，未来市场发展的潜力巨大。
能源是现代社会、经济的重要支柱。解决能源问题的途径一是全力发展能源工业，二是采取各种措施降低能源消耗。特别在当前我国能源工业的发展很难满足我们国家的国民经济发展需要的情况下,节能就显得格外重要。我国现有汽车约 1000万辆,加上其它内燃机发动机等,每年约需消耗汽油 3500 万吨,柴油 4300 万吨。而目前我国燃料油非常紧缺,因此,节省燃料油是我国目前和今后十分重要的事情。通过提高润滑油的性能，减少发动机零部件的摩擦和磨损，能够达到一定节能目的。该方法途径有二:一是降低润滑油粘度,提高粘度指数,即提高润滑油的质量，二是添加抗磨、减摩添加剂。节能减磨添加剂有油溶性和含固体润滑剂两类。该所研制的油溶性节能添加剂LA101,与国外的NASA101、GX TP等同种类型的产品（在国内应用较广）相比，无论是被测试的摩擦磨损性能,还是汽车实车检测节油率和提高功率等方面均较好。因此，可完全取代国外进口产品,在国内推广应用。
通过提高润滑油的性能，减少发动机零部件的摩擦和磨损，能够达到一定节能目的。
