本工作利用液相喷雾造粒的方法,使用有机物聚乙烯醇作为粘合剂,将纳米级超细粉体制备成适于等离子喷涂的微米级粉体,并利用等离子喷涂技术成功的制备出了含有纳米结构的陶瓷涂层。经过研究发现,粉体制备过程中粘结剂的含量、喷雾干燥温度、粉体的烧结温度及等离子喷涂工艺参数等对涂层的制备及性能均有重要的影响。通过对比试验,优化出了纳米Al₂O₃/TiO₂复合粉末最佳制备工艺和最佳等离子喷涂参数,并采用等离子喷涂技术成功制备出纳米结构Al₂O₃/TiO₂陶瓷涂层。通过实验得到以下结论: 1、以聚乙烯醇为粘合剂制备纳米Al₂O₃/TiO₂复合粉末工艺为: 料浆的制备→料浆的混合均匀→添加粘结剂→喷雾干燥→粉体的烧结→筛选→喷涂 2、实验结果表明,采用喷雾造粒方法制备纳米Al₂O₃/TiO₂粉末最佳工艺参数为:固体物含量为25wt%;粘合剂比例为2.5-3.0wt%;喷雾干燥温度为450-550℃;烧结温度1100—1200℃;压缩空气压力为0.4±0.05MPa。 3、纳米Al₂O₃/TiO₂陶瓷涂层形成过程为:粉体颗粒内外层在喷涂过程中受热历史不同,导致内层纳米粒子呈半熔或部分熔化状态而没有结晶长大,涂层中形成了许多呈烧结形态纳米粒子构成的团聚体。 4、纳米Al₂O₃/TiO₂陶瓷涂层中,等离子喷涂工艺参数对涂层的性能有重要影响,通过对比发现,当喷涂功率为35kw左右时,涂层的性能最好;功率过小或过高均不能得到高性能的涂层。 5、通过与传统涂层对比发现,纳米结构Al₂O₃/TiO₂涂层的性能提高是因为涂层中存在熔化/半熔化状态的纳米粒子,使得涂层的韧性有了较大的提高。 6、通过对比实验,纳米结构涂层的显微硬度、韧性、耐磨性能均有了较明显的提高。