等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层的脆性改善问题,一直是国内外学者的研究热点,若寻求到一种低成本且能有效解决这一问题的方法,其带来的社会和经济效益将是不可估量的。C纤维(简称CF)作为“增强材料之王”,以其作为主要增强材料的先进复合材料已广泛应用在航空航天、国防军工、体育休闲用品和工业等领域,在高科技和经济发展中发挥着重要的作用。但将其作为增强材料应用于热喷涂领域,尤其关于微米短切C纤维增强热喷涂陶瓷涂层的研究并不多。将短切C纤维与氧化铝陶瓷涂层相结合,制备的C纤维增强氧化铝等离子喷涂复合涂层具有较高的潜在应用价值。本文通过喷雾干燥法制备出纳米Al2O3、纳米Al2O3-5%CF喷涂喂料,通过机械混合制备出微米Al2O3-13%Ti O2-5%CF喷涂喂料,然后,应用等离子喷涂技术制备出相应涂层(分别简称为NA、NAC、MATC涂层),并采用成熟工艺制备出微米Al2O3、微米Al2O3-13%Ti O2(简称MA、MAT涂层)作为对比参考涂层。对上述五种涂层进行了力学性能和摩擦学性能对比分析;利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对喷涂喂料、涂层微观形貌及磨损形貌进行了表征。研究结果如下:1.采用喷雾干燥法制备的纳米Al2O3和Al2O3-5%CF喂料球形规则,流动性满足等离子喷涂要求;Al2O3-5%CF喂料有效保证了C纤维的分布。2.等离子喷涂的微米涂层(MA、MAT和MATC)均呈现出明显的层片状结构,涂层内部孔隙和微裂纹较多;而纳米涂层(NA和NAC)层状结构不明显,出现了完全熔融区(FM)和部分熔融区(PM),涂层内部孔隙和微裂纹明显减少;相对于常规Al2O3涂层,使用纳米材料或添加Ti O2颗粒或添加C纤维均有利于涂层孔隙率的减小,从而使得涂层更为致密。3.添加Ti O2降低了涂层的显微硬度,而使用纳米材料和添加CF有利于增大涂层的显微硬度;从显微硬度的标准差分析,使用喷雾干燥法添加CF比机械混合法添加CF更有利于涂层均匀性的稳定。NA和MAT涂层的结合力较MA涂层分别提高了20.1%和23.9%,MATC较MAT涂层的结合强度提高了18.9%,NAC涂层比NA涂层的结合强度则提高了45.9%。总体上讲,使用纳米材料或添加Ti O2颗粒或添加C纤维均有利于涂层韧性的提高。4.相同试验条件下,与MA涂层相比,MAT和NA涂层的摩擦系数得到了有效降低,且波动幅度较小摩擦系数更为稳定,磨损率较低;而CF的加入有利于降低涂层的摩擦系数,从而降低了磨损率,改善涂层的磨损行为,且CF添加方式不同对摩擦系数稳定性以及磨损率的影响不同。5.五种涂层的主要磨损形式为层片剥落和磨粒磨损,MA、MAT和MATC涂层的层间易沿裂纹扩展而出现较严重的剥落现象,从而导致摩擦磨损性能较差;而NA和NAC涂层的剥落现象得到了改善,表现出了较好的耐磨性。