1、高速/重载轮轨摩擦学与界面性能调控

轮轨作为轨道交通车辆运行的关键基础部件，肩负着承载、牵引、制动等重要功能，对列车的安全、准点运行以及运动状态的精确控制、轮轨接触界面的黏着效果和损伤状态有密切的联系。

课题组面向川藏、兰新、哈大和海南高铁等国家重大需求，开展了低温、湿热、沙尘等极端服役环境轮轨界面黏着与损伤行为研究，以期为极端服役环境高速列车安全可靠运行提供科学支撑。

2、高性能制动材料与摩擦副优化匹配

制动材料是决定列车行驶速度、紧急制动能力，确保列车运行安全的关键部件。高铁制动材料紧急制动时处于高能量密度制动状态，且其服役工况复杂苛刻（雨、雪、风沙等），对材料的高可靠性及长寿命提出了严峻挑战。

课题组针对高速、高能、高湿等苛刻工况下高铁制动摩擦副材料的摩擦学行为及机理展开研究，以期揭示材料的性能演化规律及性能衰退机制，并开展了新型制动摩擦材料研发、摩擦副的结构和摩擦副优化匹配等研究工作。

3、聚合物材料极端工况摩擦学行为

橡塑密封作为高铁轴承的重要组成部分，是防止润滑剂外泄、抵御污染物入侵的重要屏障。然而，高铁常服役于风沙、路面扬尘或雾霾、低温严寒等恶劣环境，暴露于车体外的高铁轴承需要经受住外界环境温度的考验、也很难避免各类微细颗粒物侵入。极端服役环境（沙尘、低温等）下橡塑密封的磨损失效已成为制约高铁轴承长寿命、高可靠运行的突出问题，亟待解决。

近年来，课题组在国家自然科学基金、中国博士后基金等连续资助下，开了极端服役（沙尘、极寒、低温、涂镀层配副及粗糙度优化等）工况下的聚合物摩擦学系统性研究工作。

4、激光制造与表面工程

激光增材制造与表面工程技术是将现代物理学、材料学、计算机学等先进技术成果和知识综合起来的一项高新技术，既能实现金属材料的表面强化，又可对材料表面进行熔覆修复，使低等级材料高性能化，达到零部件低成本与工作表面高性能的最佳结合。

课题组采用粉末床激光熔覆设备制备出了系列高耐磨涂层；此外，通过修复制动盘过度磨损失效表面，探索制动盘经济高效的修复工艺和强化方法也开展了相关工作。