氧化铝陶瓷具有优异的耐磨、耐腐蚀、电绝缘、耐高温等性能，是获得广泛应用的陶瓷材料之一。目前，氧化铝涂层采用大气等离子或低压等离子喷涂技术制备，前者制备的涂层孔隙率高，影响涂层耐磨、耐腐蚀、电绝缘等多项性能；后者制备成本高，生产效率较低。因此人们提出了采用超音速等离子喷涂制备高致密氧化铝涂层，以适应恶劣工况环境下对高质量耐磨耐蚀涂层的需求。
超音速等离子喷涂技术是在普通等离子喷涂技术基础上，通过特殊的喷枪结构设计，使得喷涂粒子在等离子射流中的飞行速度可达400～800m/s。同时等离子射流提供足够的热焓，可实现高熔点材料（例如氧化物，碳化物，硼化物）的熔化，且射流中心和边缘的喷涂粒子速度、温度梯度特别低。因此，超音速等离子喷涂制备的氧化铝涂层具有更高的致密性、更高的硬度、更好的结合强度以及耐磨、耐高温等，综合性能优异。
本文在Q235钢表面采用超音速等离子喷涂技术制备了Al2O3陶瓷涂层，对涂层进行表征与分析。并基于二阶响应曲面法设计了三因素三水平的优化试验，以涂层厚度作为响应值，进行了工艺优化，讨论了工艺参数和响应值之间的影响规律。
结论
1）超音速等离子喷涂制备的Al2O3陶瓷涂层结合界面非常好，涂层非常致密，孔隙率极低且片层结构的扁平变形非常剧烈；
2）大颗粒在超音速等离子射流中熔化不充分而保留原始α-Al2O3相。该工艺适用的粉末要求粒径较小，推荐D100＜30μm，同时粉末的粒径分布较窄；
3）基于沉积厚度h的响应曲面法拟合方程为：h=-117.56863+1.22872I-83.04Pair+1.26212dI或d增大，或Pair降低，沉积厚度h都是呈增大趋势；
4）实验范围内超音速等离子喷涂Al2O3涂层的沉积效率最优工艺是Pair=3.5MPa，I=340A和d=230mm。
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