冷喷涂是一种通过微米尺度粒子高速碰撞基体，在完全固态下通过粒子的塑性变形实现粒子结合的材料沉积技术，目前已在航空、航天、国防、高铁与其他制造业金属构件表面防护涂层的制备与失效构件的修复再制造和增材制造，但本世纪初指导冷喷涂涂层应用的粒子沉积条件、沉积规律与涂层组织及性能调控规律等基本理论体系几乎空白的现状，对此西安交通大学李长久教授自2000年起，带领博士生李文亚、雒晓涛、杨冠军等人在国家自然科学基金杰青项目、973课题、国家自然科学基金面上项目、青年项目与JG课题的支持下，开展了冷喷涂沉积机理与涂层组织性能调控研究。

取得了以下主要科学发现： (1) 提出了表征粒子沉积与否的材料特征速度，确立了临界速度有效预测方法；建立了粒子沉积效率理论预测模型，提出了临界速度准确实验测量新方法；发现并揭示了粒子表面氧化膜对其沉积结合的显著影响，为高质量涂层的制备提供了理论依据。

(2) 发现了粒子高速碰撞沉积中的原位夯实效应，揭示了沉积过程中涂层从多孔到致密的组织演变机制；提出了外加大尺寸颗粒的原位喷丸辅助冷喷涂方法，实现了完全致密涂层制备。

(3) 发现并揭示了冷喷涂层内粒子界面亚稳结构特征与形成机制，提出了基于界面亚稳结构的涂层性能热处理提升方法；提出了冷喷涂与搅拌摩擦加工复合的性能提升新方法，为高性能冷喷涂固态增材制造提供了理论依据。

(4) 提出并确立了基于多孔结构与机械合金化粉末设计的高硬度硬质合金和金属间化合物涂层有效制备新方法，实现了与烧结硬质合金硬度相当的高韧金属陶瓷涂层的制备。

该成果目前处于世界领先地位，得到了国际与国内行业的广泛认可，目前该技术已用于航天、航空、高铁等关键领域。

截至2019.3.31，项目共发表期刊论文181篇，其中SCI收录147篇，参编英文专著6部。

多位冷喷涂国际知名专家撰写的综述论文引用本成果论文均超过20篇，占比超过10%；受邀为国际顶级期刊Prog Mater Sci撰写综述1篇。

第一/第二完成人作为Top-One学者由国际知名热喷涂学者K.A.Khor教授先后在2014年与2018年两次国际会议的大会报告中报道。

第一完成人入选美国ASM会士与ASM热喷涂名人堂（行业内全球最高荣誉，国内仅2人），受邀在国际会议上做大会/邀请报告30次，担任分会主席25次；担任本专业领域权威期刊J Therm Spray Technol副主编，J Mater Sci Technol等期刊编委。

项目培养国家自然科学基金委杰出青年基金获得者1名、教育部长江学者1名、省部级人才计划入选者5人次、陕西省优秀博士毕业论文1篇，博士研究生21名，硕士研究生73名。