航空發動機集中了工業制造和信息行業中的高精尖技術，最能體現國家的工業基礎、科技水平和國防實力，被譽為現代工業“皇冠上的明珠”。5月8日國務院印發“中國制造2025”計劃，提出十大重點工程，其中排名第三的即為航空航天裝備，計劃突破高推重比、先進渦槳（軸）發動機及大涵道比渦扇發動機技術，建立發動機自主發展工業體系。那么如果把被譽為“皇冠上的明珠”的航空發動機比作飛機的心臟，發動機中能量轉換的主要部件葉片便是當之無愧的“心臟中的心臟”，也有人把它譽為“工業之花的花蕊”。

    給予葉片這么高的榮譽和地位，為什么呢？據了解，葉片在高溫、高速、高載荷、復雜受力狀態、頻繁交變溫度及腐蝕等條件下服役，工作條件極其苛刻，可靠性要求極高，一旦失效則導致機毀人亡。由此也可知，此工作環境已遠遠超出了大多數材料的耐受極限。為提高現有航空發動機常用材料鈦合金、鎳合金的耐受極限，防止工作在極其復雜惡劣環境下的葉片因表面局部損壞而報廢，世界各國的科研工作者各顯神通尋求破解之道。

    研究發現航空發動機葉片故障的40%是疲勞斷裂和異物損傷，且失效多數始于表面，因此材料的表面狀態對材料的性能影響巨大。研究也發現，表面改性是改善零件表面狀態的非常有效的手段。那么表面改性又是何方神圣呢？表面改性技術其實是將材料的表面與基體一起作為一個系統進行設計，利用各種表面處理技術，賦予材料本身不具備而又希望具有的優異性能或提升材料的原有性能，特別是對于極端條件下（如超高溫、超耐磨，強疲勞）使用的零部件，先進的材料表面改性技術不僅能夠提高零部件的使用壽命，而且可以突破材料的使用極限，從而達到提升整機性能的目的。

    新近發展的激光沖擊強化是利用強激光束產生的等離子體沖擊波以高強度瞬間應力的方式作用在金屬零件表面，導致零件表層發生位錯、孿晶、晶粒細化等微結構組織演變，形成超過1mm厚的殘余壓應力層，從而大幅提高零件在惡劣苛刻使役條件下的硬度、強度、疲勞性能、耐磨性能和抗蝕性能。它與冷擠壓、噴丸等金屬材料表面強化手段相比，具有非接觸、無熱影響區、可控性強以及強化效果顯著等突出優點，是目前最高效的表面改性技術之一，成為了當今各國研究的熱點。

    練武不練功，到老一場空。武術動作可以天天變換，武功內力卻非一朝一夕。航空發動機型號研制可以經常變換，航空發動機技術儲備卻非一朝一夕。中國科學院沈陽自動化研究所裝備制造技術研究室激光沖擊強化研究團隊自2009年起，在承擔國家863計劃項目、中國科學院知識創新工程重要方向性項目、中國科學院戰略性新興產業科技行動計劃項目、企業委托開發項目等多項縱橫向課題的基礎上，針對航空發動機鈦合金葉片激光沖擊強化技術進行了深入的研究和實驗分析。構建了多功能的航空發動機葉盤/葉片激光沖擊強化設備系統，分析了激光沖擊波力學效應加工過程中出現的各種非線性強耦合、多尺度效應、強時空變化現象對加工性能的影響規律，建立了激光等離子體沖擊波能量、激光參數、約束層參數與材料組織性能之間的定量描述，實現了制造過程的數字化控制、零件性能的定量預測以及零件性能逐點可控的主動加工方式，激光沖擊響應、材料動態力學行為、金屬材料微觀結構演化、航空金屬材料疲勞性能的改善、突破了大型高性能零件性能再提高的技術瓶頸。