采用等离子喷涂方法在金属表面制备陶瓷涂层,获得良好的耐磨、耐腐蚀和耐高温等性能,具有显著的经济效益。但金属基体与陶瓷涂层的弹性模量、热胀系数等物理特性的差异造成界面匹配不良,涂层与基体结合强度差,在交变热应力、疲劳应力及冲击力的作用下易剥落或龟裂,制约了陶瓷涂层的应用。使用梯度陶瓷涂层既能利用金属与陶瓷的优点,又能解决好陶瓷涂层同金属基体的结合强度低的问题,提高涂层的使用性能。　　本论文设计具有幂函数指数分布的梯度结构,建立镍基氧化铝梯度陶瓷涂层冲击载荷模型,采用有限元方法计算得出,采用幂指数p=0.25、厚度为1.5mm、10层中间层的梯度结构,能降低氧化铝表面Mises应力,同时有效减少陶瓷层与基体间应力突变,防止陶瓷涂层在冲击载荷作用下脱落。　　利用大气等离子喷涂在45＃钢表面制备镍基氧化铝梯度陶瓷涂层,采用扫描电镜分析了不同p值梯度涂层的微观结构,进行落球冲击实验,并对涂层失效形式进行分析。实验结果表明:采用等离子喷涂方法制备出不同p值结构的梯度陶瓷涂层,通过对不同p值涂层结构进行分析,与设计相符,涂层结构紧凑,渐变特征明显,表现出宏观的不均匀性和微观连续性的分布特征;比较p=0.25、1.0和4.0三种涂层的耐冲击次数,梯度涂层抗冲击载荷性能随幂指数p值的增大而减小,指数p=0.25的梯度涂层结构抗冲击能力最强,梯度涂层在一定厚度范围内,过渡层越厚涂层耐冲击性能越好,与理论分析结果相符。等离子喷涂镍基氧化铝梯度涂层冲击失效表现为涂层金属相塑性延展和陶瓷相脆性断裂,涂层呈现纵向冲击脱离,横向裂纹扩展。梯度陶瓷涂层冲击载荷数值模拟结论与冲击实验结果基本一致,能为工程实践提供理论指导。