海洋生物污损是指海洋中的微生物及动植物在船体及水下设施设备表面附着的现象。Ti合金面临的严峻的海洋生物污损问题严重威胁Ti合金装备的服役效能、可靠性及耐久性,极大制约Ti合金在海洋工程的广泛应用。因此,亟待开发能够显著提升Ti合金抗污损性能的绿色、长效、高性能防污方法。基于异质双金属间电偶溶解释放Cu2+防污是潜在有效的Ti合金防污策略,然而,Cu2+的不均匀及快速释放是限制该体系广泛应用的关键问题。因此,本研究提出了微米尺度叠层结构异质双金属Cu-X（X为另一种比Cu更惰的金属）复合涂层设计,并采用等离子喷涂Cu/X机械混合粉末的方法进行涂层制备,预期通过发展基于微米尺度异质Cu/X叠层结构的Cu2+可控缓释及自抛光新机制,实现基于Cu/X间微电偶溶解均匀释放Cu2+的环保、长效、高性能防污体系协同设计。本研究首先以Ti作为典型阴极X材料,以Cu与Ti以不同成分配比的机械混合粉末为原料制备了不同成分的Cu-Ti复合涂层,通过长时浸泡试验及电化学试验研究了涂层的微观电偶溶解行为;通过抗菌试验和细菌贴附试验表征了Cu-Ti复合涂层的防污性能,从而揭示了涂层成分对微米尺度叠层结构Cu-Ti复合涂层微电偶溶解规律及防污性能的影响机制。在此基础上,以Cu与不同阴极金属X（Ni、不锈钢SS）机械混合粉末为原料制备不同阴极种类的Cu-X复合涂层,研究了Cu-Ni及Cu-SS复合涂层的微电偶溶解行为及防污性能,并进一步与Cu-Ti涂层结果进行对比,阐明了阴极金属X种类对Cu-X复合涂层的微电偶溶解及防污性能的影响。研究结果表明,采用等离子喷涂成功制备了组织结构致密的微米尺度Cu/Ti叠层结构的Cu-Ti复合涂层,且涂层成分对Cu-Ti复合涂层在海水中Cu/Ti微电偶电池的形成及微电偶溶解规律影响不大,涂层中的Cu粒子均作为Cu/Ti微观电偶电池的阳极,发生溶解释放Cu2+、高效防污,而Ti粒子作为阴极不溶解。试验测试结果表明,不同成分的Cu-Ti涂层均实现了Cu2+的可控缓释,且涂层的Cu2+释放速率随着Cu-Ti复合涂层中Cu含量的增加而增大。Cu含量在19.2%～65.2%的Cu-Ti复合涂层的抗菌效率均达到了100%,防污性能优异。电化学测试结果表明,涂层中微电偶电池数量比单个Cu/Ti微电池的Cu粒子溶解速率在决定涂层中Cu粒子总的溶解速率方面具有更显著的影响,最终造成了不同成分Cu-Ti涂层Cu2+释放速率的差异。对等离子喷涂Cu-SS及Cu-Ni复合涂层的研究结果表明,阴极金属X种类对Cu-X复合涂层的微电偶溶解规律影响不大,即Cu仍作为Cu/X微电偶电池的阳极,促进Cu2+的释放。测试结果表明,涂层的Cu2+释放速率从小到大依次为:Cu-Ni涂层<Cu-SS涂层<Cu-Ti涂层。Cu-Ni及Cu-SS涂层均表现出优异的防污性能,防污效率达100%。电化学测试结果表明,Cu/X之间电位差的差异是决定不同Cu-X涂层Cu粒子溶解速率及最终Cu2+释放速率差异的主要因素,电位差越大,Cu粒子电偶溶解速率越快。上述研究结果可为海洋工程中不同实际需求条件下环保、长效、高性能Cu-X复合防污涂层的选择提供理论依据。