因氧化铝、氧化钛具有高硬度、高强度、化学性稳定等优点,近年来在先进工程陶瓷中已广泛应用。热喷涂氧化铝、氧化钛涂层也被应用到相关领域,提高了材料的耐磨性、耐腐性能。与常规陶瓷涂层相比,纳米结构陶瓷涂层具有更加优异的性能,因而倍受关注。本文以Al₂O₃-TiO₂体系陶瓷作为课题内容,开展了喷涂喂料、纳米涂层的制备研究,利用X-ray衍射分析、扫描电子显微镜对其显微结构和性能进行表征,探讨了涂层形成机理,并对涂层的力学和摩擦学性能进行检测。得出以下结果:1.以纳米氧化铝和氧化钛为原料,采用喷雾干燥的方法,并结合高温烧结技术,制备出可用于等离子喷涂的纳米结构Al₂O₃-13wt.%TiO₂喂料。所制备的喷涂喂料性能优良,具有较高松装密度,较好流动性,较窄粒度分布。2.利用等离子喷涂技术制备纳米结构Al₂O₃-13wt.%TiO₂涂层中,氧化铝主要以γ-Al₂O₃相存在,并含有少量α-Al₂O₃;没有发现氧化钛衍射峰。常规涂层的衍射峰与纳米结构涂层相似,并存在少量Al2TiO5相。3.纳米结构Al₂O₃-13wt.%TiO₂涂层具有独特的“双态分布结构”,既存在完全熔化结构,又存在部分熔化结构。纳米结构涂层完全熔化部分与常规涂层结构相似,以板层状结构为主。4.与常规Al₂O₃-13wt.%TiO₂涂层相比,纳米涂层的力学性能得到较大的改善。在不同功率下制备的涂层,其显微硬度均随功率的增大而增大,纳米涂层的韧性比常规涂层提高1/4。5.在涂层的磨损试验中,发现纳米结构Al₂O₃-13wt.%TiO₂涂层的磨损性能优于常规涂层,且两种涂层的磨损机理不同。纳米结构涂层以塑性变形为主;常规涂层则以脆性断裂为主。