氧化铝陶瓷涂层大致经历了氧化铝涂层、 氧化铝-氧化钛涂层和纳米氧化铝涂层等阶段， 粉末从微米级向纳米级细化，从单一成分向复合化发展，涂层结构由单层过渡到多层或梯度渐变层。 利用等离子喷涂氧化铝制备结构复合涂层和功能梯度涂层，是国内外研究陶瓷涂层微观组织、耐磨损、耐腐蚀和耐高温氧化等性能的热点方向之一 。
研究初期表明， 等离子喷涂出氧化铝陶瓷涂层呈片层状，有少量孔隙、微裂纹及杂质，氧化铝的典型晶体结构为稳定相 α-Al2O3，等离子喷涂后涂层中α-Al2O3 均减少，主要以亚稳定相 γ-Al2O3 存在[1-2]。氧化铝涂层可用作常温下的低应力磨粒磨损、 硬面磨损、耐多种化工介质和化工气体腐蚀、耐气蚀和冲蚀涂层，还用于高温下的耐燃气气蚀、热障、高温可磨耗涂层和高温发射涂层。
氧化铝陶瓷材料有质脆、 对应力集中和裂纹敏感、抗热震性差等固有弱点，与金属材料的热物理性能(如膨胀系数、弹性模量、热导率等)差别大，等离子普通涂层本身结合强度低、 孔隙率高， 在高温差环境下，普通涂层很容易出现开裂甚至剥落。 为此，设计梯度涂层， 它是指从基体到涂层表面在材料组成、结构、密度及功能上呈现连续变化的一种复合结构。 氧化铝梯度涂层无明显的组织突变和宏观层间界面， 涂层的组织表现出宏观不均匀性和微观连续性分布特征，涂层成分的梯度化极大地缓和材料之间热物理性能差别产生的热应力， 与普通氧化铝双层陶瓷涂层相比，氧化铝梯度涂层的结合强度、耐磨性和抗热震性能提高，孔隙率下降。
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