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采用超音速火焰喷涂(HVOF)成形工艺喷涂球磨粉末,成功制备了纳米晶FeAl厚涂层(5 mm).分别利用SEM、图像分析、TEM以及Vickers硬度表征了该涂层的微观结构,并与用相同的喷涂参数和原料粉末制备的纳米晶薄涂层(300 μm)进行了比较,研究了不同的喷涂条件对涂层的结构及其硬度的影响.同时,探讨了厚涂层的热稳定性.结果表明,由于涂层中较好地保留了未融粒子中的纳米晶,从而在600℃仍能保持原有的高硬度.