等离子体喷涂陶瓷涂层呈多孔的片层状结构，它由饼状的板条层、未熔化的颗粒、孔隙和微裂纹等构成。涂层的热学、力学性能与相应块体材料差异较大，制约了涂层的应用。本工作拟通过添加金属来改善陶瓷涂层材料的结构和性能；探查导温系数、显微硬度、抗折强度等性能与涂层结构特征间的联系；讨论涂层的摩擦学行为。　　 以氧化铝涂层为对象，开展上述工作，取得了如下有益结果：　　 1.采用不同粒径α-Al2O3为原料，在确定的合理工艺参数条件下，制备了Al2O3涂层。随着粉料粒径的减小，等离子体焰流中Al2O3颗粒表面温度和飞行速度相应增加，有效地改善了颗粒熔化状态，其在基材表面获得较好的铺展与扁平变形，从而降低了涂层气孔率，提高了涂层板条层间结合，相应改善了涂层显微硬度和结合强度等力学性能。　　 2.气孔率分别为4.6％、5.9％和8.3％的三种等离子体喷涂Al2O3涂层的导温系数测量结果显示，5.9％气孔率涂层的导温系数较高。4.6％气孔率涂层的导温系数却较低，这也许与涂层内部板条层界面密度和存有的扁平状小气孔含量相关。　　 3.不同致密度Al2O3涂层分别与不锈钢和铜合金组成摩擦副的摩擦学行为考核发现，Al2O3涂层的抗磨损性能与其导温性能密切相关。相同实验条件下，导温系数较高的Al2O3涂层(气孔率5.9％)表现出较好的耐磨性能。　　 4.氧化铝涂层的显微硬度测量数据存在较大的分散性，但仍显著地服从Weibull分布。显微硬度的测量结果明显与压头载荷、压头形貌、测量方向和部位等因素有关。不同压头载荷(50gf～1000gf)下，在涂层截面测得的Vickers硬度明显高于表面。随着压头载荷的增加，Vickers硬度的平均值减小，硬度测量数据的分散性相应减小。涂层截面不同部位显微硬度测量结果显示，涂层-基材附近和涂层外边缘部位的Vickers硬度明显低于涂层主体部位。相同压头载荷下，涂层的Knoop硬度值低于Vickers硬度值。　　 5.氧化铝涂层的抗折强度测量数据存在一定的分散性，但均显著地服从Weibull分布，Weibull模量为10.1～15.8。涂层抗折强度测值表现出各向异性特征：加载方向垂直于涂层沉积方向测得的抗折强度BS3(151.2±15.1MPa)低于加载方向平行于涂层沉积方向测得的BSi(163.6±13.7MPa)和BS2(180.4±11.8MPa)。此外，由于涂层内部气孔、微裂纹等缺陷及残余应力的分布差异，从试样底面往表面(近涂层表面)方向加载测得的抗折强度BS2，高于从表面往底面(近涂层底面)方向加载测得的抗折强度BS1。　　 6.采用机械混合粉末原料制备了Al2O3-Al复合涂层。与Al2O3涂层相比，Al2O3-5wt.％Al涂层的致密性和板条层间结合得到有效改善。Al2O3-5wt.％Al涂层断裂韧性和结合强度分别为3.3MPa.m1/2和28.8MPa，约为Al2O3涂层的1.2和1.3倍。环-块和球-盘接触干摩擦条件下与不锈钢对磨试验结果显示，Al2O3-5wt.％Al涂层的耐磨性能优于Al2O3涂层。