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针对强化钛及其合金材料表面性能的目的，本论文分别利用微弧氧化技术和激光表面改性技术在钛及其合金表面制备了微弧氧化涂层和Ti-Al金属间化合物涂层及其复合涂层，并对所制备涂层的结构与摩擦学性能进行了系统的研究，取得了一些有意义的结果：
1.微弧氧化涂层的结构、组成和性能主要取决于电解液体系。阳极电压和电场强度对偏铝酸盐微弧氧化涂层的结构、组成和性能有较大的影响。微弧氧化涂层大大地提高了Ti-6Al-4V的耐磨性能。微弧氧化涂层与AISI52100钢球和Si3N4球的磨损机理均为微断裂和磨粒磨损。
2.首次对比研究了激光熔覆原位合成的Ti3Al涂层和Ti(Al)合金涂层的摩擦学性能以及Al含量对Ti3Al涂层的摩擦学性能的影响。研究结果表明，Ti3Al涂层和Ti(Al)合金涂层的耐磨性能与其硬度和塑性有关。Al含量对Ti3Al涂层的耐磨性能有较大的影响，不同Al含量的Ti3Al涂层的耐磨性能也与其硬度和塑性有关。Ti3Al涂层的磨损机理是磨粒磨损、微断裂和粘着磨损。该研究为将激光表面改性技术应用于钛质材料表面耐磨处理积累了重要的基础数据。
3.系统地研究了激光表面合金化原位合成的Ti-Al金属间化合物涂层在不同载荷和不同摩擦速度下的摩擦学性能和磨损机理。研究表明钛质材料经激光表面合金化原位合成制备的Ti-Al金属间化合物涂层可较大幅度提高其耐磨性能。在相同的摩擦试验条件下Ti-Al金属间化合物涂层的耐磨性能顺序为：Ti3Al涂层＞TiAl涂层＞TiAl3涂层。载荷对Ti-Al金属间化合物涂层的磨损机理影响不大，但摩擦速度对Ti-Al金属间化合物涂层的磨损机理影响较大。
4.率先研究了激光熔覆和激光氮化原位合成制备的。TiN/Ti3Al IMC涂层以及激光熔覆原位合成制备TiC、TiN和SiC增强的Ti3Al IMC涂层的结构与摩擦学性能。研究结果表明复合涂层大大地提高了Ti3Al涂层的硬度和耐磨性能。激光熔覆原位合成的TiN/Ti3Al IMC涂层、TiC/Ti3Al IMC涂层、SiC/Ti3Al IMC涂层分别提高Ti3Al涂层的耐磨性能75倍、55倍和2.6倍。所发展的复合涂层在航空、航天等高技术领域显示了重要的应用价值。
5.系统地研究了激光表面合金化原位合成的Ti-Al涂层在3.5wt.％NaCl溶液中的耐蚀性能，研究结果表明其耐蚀性能顺序为：Ti-24Al涂层＞Ti-36Al涂层＞Ti-66Al涂层＞Ti-49Al涂层＞Ti-92Al涂层。