针对表面工程技术研究中普遍存在的制备工艺复杂、衬瓷层易剥落等问题,本文采用一种新的衬瓷技术——预渗入法衬瓷,获得了均匀、致密且颗粒呈梯度分布的衬瓷层。该技术做法是预先将坯体造孔,然后使纳米陶瓷复合粉进入坯体的孔中,再在气氛保护条件下烧结,使陶瓷复合粉与基体材料之间形成冶金结合界面。由于在未烧结之前,强化相(纳米陶瓷粉)已经进入坯体孔隙内,因此称该方法为预渗入法衬瓷技术。该方法克服了以往基体与陶瓷涂层之间容易剥落的缺点。本实验通过成分设计、样品制备,对衬瓷层显微组织进行检测,正确确定了预渗入法衬瓷的化学组成和工艺参数,对衬瓷层及其界面进行正确的表征。实验中以木屑或淀粉作为造孔材料,与铁、镍等坯体粉料混和均匀后干压成型,经过预排塑制备成带孔坯体;以5Y-ZrO2纳米粉料和镍粉为主要原料制成料浆,然后施于带孔坯体表面,使陶瓷颗粒进入坯体孔洞中;在真空或氩气保护环境下进行烧结后获得衬瓷样品。通过实验确定了淀粉为最佳造孔剂,淀粉加入量为10%时,所形成的孔洞分布均匀,满足预渗入法衬瓷技术要求;能谱检测发现氧化锆陶瓷相从表面向基体呈递减趋势;通过SEM图片分析发现,烧结样品中复合粉与基体金属之间的界面分为两种类型,一种是复合粉烧结后形成灰-白相间区形貌,该区域与周围基体金属之间形成成分互相渗透的模糊界面。另一种是烧结后的复合粉形成与周围金属分离的孤立的颗粒。实验表明:在较低烧结温度下,衬瓷层密度较低,显微组织疏松;在较高温度下烧结时,可获得致密且结合牢固的衬瓷层,由此确定最佳衬瓷温度为1020～1050℃。陶瓷复合粉中氧化锆含量从10%增加到40%时,衬瓷层厚度没有明显变化,但是衬瓷层中的陶瓷颗粒分布密度却逐渐增加。