严峻的海洋生物污损问题显著制约海洋工程装备的服役安全性、可靠性及耐久性,而亟待开发绿色、长效、高性能防污方法。本研究提出一种微米尺度异质双金属叠层结构Cu-Ti复合涂层设计,并采用等离子喷涂(APS,Atmosphericplasmaspray)双金属混合粉末的方法进行涂层的制备,以期通过发展基于微米尺度异质Cu/Ti叠层结构的Cu离子可控缓释及自抛光新机制,实现基于Cu/Ti间微电偶溶解均匀释放Cu离子的环保、长效、高性能防污体系协同设计。本文采用SEM及XRD表征了Cu-Ti复合涂层的微观组织结构及相结构;通过扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM)及长时浸泡试验研究揭示了涂层的微电偶溶解机理;采用抑菌试验及细菌贴附试验表征了Cu-Ti涂层的防污性能,并阐明了其协同防污机理;进一步地,研究了Cu-Ti复合涂层微电偶溶解行为及防污性能的影响因素及作用机理。研究结果表明,通过等离子喷涂双金属机械混合粉末的方法成功制备了组织结构致密的微米级叠层结构Cu-Ti复合涂层。SKPFM测试结果表明,微米尺度Cu/Ti粒子间由于电势差的存在在海水中形成了微观电偶溶解原电池,促进了Cu粒子的溶解及Cu离子的释放,从而使得涂层具有优异的抗菌防污性能,抗菌效率达100%。长时浸泡试验结果表明,Cu粒子的持续溶解在表层Ti粒子下形成了微观狭小通道,使得涂层具有Cu离子缓释功能及自抛光效应,促进了涂层绿色、长效、高效防污。另一方面,研究表明通过调整涂层成分及双金属组成,如改变涂层中Cu含量及采用不同的双金属体系(Cu/SS、Cu/Ni等),可调控涂层的Cu离子释放速率及防污性能,并阐明了影响机理。因此,本研究提出的微米尺度异质双金属叠层结构Cu-Ti涂层设计,使基于微电偶溶解释放Cu离子的防污体系兼具Cu离子缓释及自抛光特征,为发展绿色、长效、高性能海洋防污技术提供新的方法和理论依据。