本文采用烧结粉碎造粒的方法,将原始纳米超细粉体制备成适合等离子喷涂的微米级喂料,用等离子喷涂方法制备了纳米结构Al₂O₃-13wt.%TiO₂涂层。本文研究包括,纳米材料的分散,等离子喷涂喂料的制备,等离子喷涂工艺参数的确定,还考察了纳米结构喂料对等离子喷涂涂层组织结构的,力学性能的影响。通过实验得出以下结论: 1.通过超声波和强力搅拌作用,实现了纳米材料在水中以纳米态均匀分散。将均匀的水溶纳米料浆经脱水、压制素坯、素坯烧结并破碎筛分,最后制成可由纳米粒子聚集成的,可用于等离子喷涂的微米级喂料。纳米结构的喷涂喂料与传统的喷涂喂料的工艺参数基本相同,喷涂效率有一定的提高。 2.实验结果表明,采用烧结破碎法制备纳米结构Al₂O₃-13wt.%TiO₂喷涂喂料的最佳工艺参数为:粘结剂聚乙烯醇的比例为4.5%（质量百分比）;等静压压力为280MPa;烧结温度为1200℃;烧结时间为2h左右。 3.通过实验发现,涂层的性能与喷涂工艺有很大的关系。本研究中喷涂功率为40kW,喷涂距离为110mm时涂层有良好的性能。由纳米结构喂料制备的纳米结构涂层,与传统涂层相比较,显微硬度和断裂韧性分别提高了55.5%、75%,磨损实验中,磨损量下降了40%,涂层对GCr15对磨环的摩擦系数由0.58下降到了0.45,涂层的断裂形式由传统涂层的脆性沿晶断裂,变为韧性有所改善的穿晶断裂。 4.通过实验结果的分析,提出了纳米结构涂层的增韧机理和磨损机理,对纳米结构涂层的性能有了更进一步的了解。 通过纳米粒子材料在等离子喷涂中的应用研究,摸索出了一套利用纳米结构喷涂喂料,提高等离子喷涂涂层的性能的方法。