等离子喷涂耐磨陶瓷涂层

等离子喷涂是最通用且使用范围最广的热喷涂工艺之一。其原理是采用等离子电弧作为热源，将粉末材料送入等离子体或等离子射流中，使其加热到熔化或部分熔化状态， 在冲击力的作用下将喷涂粉末高速喷向工件表面，通过层片叠层形成特殊薄层的一类加工工艺，具有生产效率高，所得涂层性能好，喷涂材料范围广，成本低效益高等优点。与其他热喷涂技术相比，它的主要特点是等离子弧温度高达10000℃以上，能在短时间内将喷涂颗粒熔化，得到所需要的功能涂层。自从等离子喷涂技术发明以来，因其具有操作简便、速度快和效率高等特点，广泛适用于金属和非金属表面耐磨陶瓷涂层的制备。

耐磨陶瓷涂层是等离子喷涂的典型应用。等离子喷涂在氧化物陶瓷涂层的制备中， 所喷涂层不仅硬度高、熔点高和热稳定性好而且耐磨性能优异，摩擦系数低。Cr2O3、Al2O3、ZrO2等氧化物陶瓷涂层硬度和强度都很高，且摩擦系数低，是等离子喷涂耐磨陶瓷涂层最常用的氧化物陶瓷材料。通过对不同初级颗粒尺寸粉末所喷涂的涂层进行研究发现， 颗粒尺寸的降低可显著提高金属陶瓷的耐磨损性能。与传统的陶瓷涂层相比，Al2O3纳米陶瓷涂层因其晶粒的进一步细化、涂层致密度的提高，使Al2O3纳米陶瓷涂层展现出更高的硬度、韧性和抗磨损能力，成为目前耐磨材料领域研究的热点方向。

涂层层间结合更紧密，显微结构比微米Al2O3基复合涂层得到了很大改善，并表现出更好的均匀性，从而使纳米Al2O3基复合涂层具有较低的摩擦系数、光滑平整的表面形貌和较低的磨损率。Al2O3陶瓷涂层虽然具有良好的耐磨损性能和较低的摩擦系数，但抗冲击性较差，加入TiO2、MoS2等陶瓷材料和固体润滑剂有利于改善其综合性能。