Al₂O₃陶瓷涂层具有高强度、高硬度以及良好的绝缘性等特点,在航空航天以及电子电器领域有广泛的应用,但是由于其脆性大、韧性低等缺点,使其在很多场合使用受到限制,因此研究Al₂O₃涂层的组织结构,改善涂层的强度和韧性,使其适应工业需求成为当前的重要研究方向。本研究首先采用大气等离子喷涂技术,对四种形貌不同的Al₂O₃粉末进行喷涂,研究粉末形貌对涂层性能的影响。然后从中选出性能优异的两种粉末一自制纳米烧结团聚粉和传统熔融破碎微米粉,分别在14.4、19.2和24 kW的条件下进行喷涂,对制备的纳米结构涂层和传统微米结构涂层,采用SEM、XRD、维氏硬度计、慢应变应力腐蚀试验机以及LCR数字电桥,从组织结构、相结构、力学性能以及介电性能四个方面进行考察,探讨了喷涂功率对涂层显微组织和相结构的影响,纳米结构涂层的组织形成机理及其增韧和强化机制。最后对涂层介电性能的影响因素进行了研究。研究结果表明,微米结构涂层的显微组织为层状结构,涂层组织致密,气孔率低。而纳米结构涂层的显微组织由完全熔化区和部分熔化区所组成,其中部分熔化区中的半熔化纳米颗粒区、弥散分布性颗粒组织以及类液相烧结组织能够提高涂层的强度和韧性,并且部分熔化区的面积可受喷涂功率的控制。微米结构涂层和纳米结构涂层均由γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃所组成,且随着喷涂功率的提高,γ-Al₂O₃相的含量逐渐增大,而涂层介电常数主要影响因素就是涂层中γ-A1203的含量,γ-A1203的含量越多,介电常数越大。