氧化铝陶瓷涂层因具备耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优异性能,如今被广泛应用于材料防护各领域,成为研究热点之一。本论文分别以α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃作为喷涂粉料,利用等离子喷涂技术制备氧化铝涂层,通过XRD、SEM和SRV对涂层的形貌及性能进行对比分析,重点研究等离子喷涂不同工艺条件下,以γ-Al2O3作为粉料制备涂层的物相转变机制及其对性能的影响,在此基础上,通过在γ-Al₂O₃中添加铝粉研究等离子喷涂制备Al/Al₂O₃复合涂层的组织和性能。具体研究内容及结论如下:利用γ-Al₂O₃作为喷涂粉料,在不同的等离子喷涂工艺条件下制备氧化铝涂层,通过粗糙度、硬度、孔隙率及耐磨性测试,结果表明:具有优异机械性能的Al₂O₃涂层,其涂层的物相为α-Al₂O₃。以这种晶相为主物相的涂层表面平整光滑,粗糙度约4.46μm,硬度602.4 HV。在10 N和20 N两种载荷下,与GCr15钢球进行摩擦试验,涂层的平均摩擦系数为0.547和0.443。通过测量磨痕深度,其涂层的磨损体积都是最小的,约为2.5μm和3.5μm,非常轻微,低于其表面粗糙度,涂层表面的凸起区域都未被磨平,体现出涂层的耐磨性能更优异。利用等离子喷涂技术,分别以γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃作为喷涂粉末制备氧化铝涂层,对两种不同晶型粉末制备涂层的基本性能和摩擦磨损情况进行研究,结果表明:由γ-Al₂O₃为原始粉末制备涂层的物相以α-Al₂O₃为主,在硬度、孔隙率和耐磨等性能均优于使用α-Al₂O₃粉末制备的涂层,其硬度614.7 HV,孔隙率7.26%,且在载荷为10 N、15 N、20 N、25 N的摩擦条件下,与Al₂O₃陶瓷球进行摩擦实验后的磨损量分别为10.5μm、11.6μm、13.1μm和14.5μm。通过在γ-Al₂O₃中添加15 wt%的铝粉,研究不同制备工艺参数条件下等离子喷涂Al/Al₂O₃复合涂层的组织和性能,结果表明:电流为410 A,电压为165 V时,Al/Al₂O₃复合涂层具有较高的耐磨性,通过与GCr15钢球进行摩擦实验,发现不同法向载荷下的Al/Al₂O₃复合涂层比单一Al₂O₃涂层的磨损量减少40-80%,而且对偶件的磨损量也降低了20%。