海洋环境的苛刻性与复杂性导致海洋工程装备表面防护涂层面临严重的腐蚀磨损失效问题，引发腐蚀-磨损交互作用下的力学-电化学耦合损伤，成为制约海洋装备设施服役和寿命的关键瓶颈之一。涂层宏观失效通常起源于早期的微观损伤，而微缺陷难以检测和发现。对涂层微损伤早期识别及原位修复是降低磨蚀破坏、保障装备安全可靠运行的有效途径。可视化自预警涂层能够对涂层微损伤及界面腐蚀及时做出响应，通过可视化信号直观显示材料损伤区域、腐蚀位点；自修复涂层能够在缺陷产生后通过一定的物理、化学作用使涂层的防护功能得到快速恢复。防腐涂层体系的失效通常包括涂层表面损伤、涂层/金属界面腐蚀以及涂层的宏观缺陷三个阶段。本文基于防腐涂层体系失效不同阶段提出了系列损伤可视化监测策略及腐蚀自预警机制，开发了相关缺陷自预警与自修复防腐涂层。针对涂层与金属界面处腐蚀反应危害大、不易监测的难题，设计了基于界面金属腐蚀响应的可视化自预警防护涂层，研究了金属离子响应探针菲啰啉、单宁酸及8-羟基喹啉对腐蚀的识别机制；鉴于防护涂层损伤失效与修复过程缺乏实时监测手段，探明了涂层表面裂纹萌生-损伤修复过程可视化监测的分子调控原理，开发了一种基于荧光策略的损伤自预警及修复追踪智能涂层，并首次提出了裂纹诱导荧光增强的新机制。针对防护涂层/金属体系失效过程的复杂性及损伤的多样性，构建了对涂层损伤和界面腐蚀分级响应的自预警涂层，研究了裂纹诱导荧光增强机制、腐蚀触发荧光淬灭机理；揭示了涂层不同受损程度下分级预警行为规律；针对海洋工程装备运行过程中面临磨损-腐蚀耦合损伤难监测的难题，提出了防护涂层中磨损裂纹和界面腐蚀原位可视化监测方法，实现了防护涂层磨损状态和失效过程的精确评估，为开发智能海洋防护材料及工程化应用提供新思路。

金属表面防护；功能涂层；损伤可视化；自预警；自修复