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我們以常見(jiàn)的氧化鋁-氧化鈦陶瓷復(fù)合涂層來(lái)舉例。此類(lèi)涂層性價(jià)比高，應(yīng)用廣泛，增強(qiáng)、改性潛力較大。尤其是即便使用自熔性底粉來(lái)等離子熱噴涂進(jìn)行應(yīng)力的減少，基體與過(guò)渡層、過(guò)度層與面層之間的冶金結(jié)合也不足以使整個(gè)涂層系統(tǒng)之結(jié)合強(qiáng)度有質(zhì)的奔騰。這種情況下，引入激光熔覆技術(shù)，主要目的就是重熔過(guò)程中，粉體成分互融、沿著熱源方向形成以冶金結(jié)合為主的柱狀結(jié)構(gòu)。
經(jīng)由等離子熱噴涂和激光熔覆工藝聯(lián)合處理的涂層，離別了疏松的片狀結(jié)構(gòu)，涂層的耐滑動(dòng)磨損得到增強(qiáng)，而且涂層硬度較單獨(dú)等離子熱噴涂工藝下的機(jī)能增強(qiáng)2-2.5倍。由于涂層更加致密，其耐侵蝕的機(jī)能也有晉升。但考慮到粉體熔點(diǎn)固定，其耐高溫機(jī)能未做考量。
對(duì)于普通材料來(lái)說(shuō)，其機(jī)能多少會(huì)因長(zhǎng)期暴露在某些特定環(huán)境中，受附近介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)作用的影響而發(fā)生改變，好比說(shuō)長(zhǎng)期暴露在戶外大氣的鋼鐵結(jié)構(gòu)件就輕易被侵蝕。因此為了保護(hù)材料表面，往往需要利用熱噴涂技術(shù)制造一個(gè)特殊的工作表面，使其達(dá)到：防腐、耐磨、減摩、抗高溫、抗氧化、隔熱、絕緣、導(dǎo)電、防微波輻射等一系多種功能。
熱噴涂技術(shù)的詳細(xì)過(guò)程，是指利用某種熱源將粉狀、絲狀或棒狀的金屬或非金屬涂層材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，然后借助焰流本身的動(dòng)力或外加的高速氣流將其霧化，并以一定的速度噴射沉積到經(jīng)由預(yù)處理的基體材料表面，與基體材料相結(jié)合。較之以其它表面工程技術(shù)，熱噴涂技術(shù)的凸起特點(diǎn)在于：
①熱源的溫度范圍很寬，所以可供噴涂用的涂層材料幾乎包括所有固態(tài)工程材料，如金屬、合金、陶瓷、金屬陶瓷、塑料以及由他們組成的復(fù)合物；
②噴涂過(guò)程中基體受熱的程度較小且可以控制，因此可以在各種材料長(zhǎng)進(jìn)行噴涂，對(duì)基體的組織和機(jī)能幾乎沒(méi)有影響；
③設(shè)備簡(jiǎn)樸，操縱靈活，既可對(duì)大型構(gòu)件進(jìn)行大面積噴涂，也可在指定的局部進(jìn)行噴涂；既可在工廠室內(nèi)進(jìn)行噴涂也可在室外現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工。
在可供選擇的噴涂材料中，陶瓷材料因具有熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)不亂性好等長(zhǎng)處而成為熱噴涂技術(shù)中常用的一種噴涂材料，常用的有氧化鋁、氧化鈦、氧化鉻、碳化鎢、碳化鉻、碳化硅、氮化鈦、氮化硅等，主要用于部件的侵蝕、氧化及磨損防護(hù)。其中氧化鋁是使用最廣泛的高熔點(diǎn)氧化物材料，其在熱噴涂領(lǐng)域的詳細(xì)應(yīng)用狀況可看下方：
氧化鋁在天然界中資源豐碩，價(jià)格低廉，并兼具有多方面的優(yōu)良機(jī)能，其熔點(diǎn)為2050℃，呈白色，有多種同質(zhì)異晶體。常見(jiàn)的有γ-Al2O3，δ-Al2O3、θ-Al2O3和α-Al2O3。γ-Al2O3是低溫形態(tài)的氧化鋁結(jié)晶．為立方結(jié)構(gòu)晶型，其密度為3.47g/cm3。在1200℃以上就開(kāi)始轉(zhuǎn)化為高溫型α-Al2O3，轉(zhuǎn)變是單向的．體積收縮13%。α-Al2O3是各種變體中最不亂的結(jié)構(gòu)，它的不亂溫度可達(dá)熔化溫度，其密度為3.95g/cm3，其晶型為六方結(jié)構(gòu)。
氧化鋁在一定的高溫前提下具有優(yōu)良的力學(xué)機(jī)能和化學(xué)機(jī)能。在充分燒結(jié)后對(duì)無(wú)機(jī)酸和鹽類(lèi)具有不溶性；有較強(qiáng)的抗氟化氫和良好的抗氫氧化鈉，碳酸鈉，熔融玻璃等侵蝕機(jī)能。在1700~1800℃高溫時(shí)具有較強(qiáng)的抗除氟以外氣體的侵蝕作用；可在1900℃以下的氧化性氣氛或強(qiáng)還原性氣氛中使用，在1950℃可短時(shí)間使用。
用納米尺寸粉末作原料不能直接用于噴涂。為了解決這個(gè)題目，需要將納米顆粒進(jìn)行再處理，使之形成具有納米結(jié)構(gòu)特征的球狀微米尺寸粒子，改善粒子的活動(dòng)性。當(dāng)等離子噴涂時(shí)，熔化顆粒經(jīng)歷撞擊基材、展丌、平鋪、凝固成準(zhǔn)圓小薄片。熔融顆粒的液滴在基材上撞擊成盤(pán)狀，詳細(xì)外形由表面張力、密度、粘度和液滴的速度決定。這個(gè)過(guò)程的時(shí)間很短，就形成了有小薄片疊加而成層狀結(jié)構(gòu)的涂層。因?yàn)閺呐鲎驳侥痰臅r(shí)間很短，熔化顆粒無(wú)法達(dá)到前一個(gè)已鋪開(kāi)的小薄片邊角處，從而涂層中必泛起孔隙。
制備單一的氧化鋁涂層噴涂層，得到的涂層組織較松散，結(jié)協(xié)力差，涂層在磨損時(shí)表現(xiàn)為脆性剝落。原始粉未顆粒的大小對(duì)噴涂后涂層的組織結(jié)構(gòu)有著不同的影響，研究表明原始粉料尺寸越細(xì)小，涂層的終極機(jī)能越優(yōu)勝。對(duì)涂層進(jìn)行x衍射分析，涂層都是由α-Al2O3和γ-Al2O3兩相組成，微觀結(jié)構(gòu)的不同在于原始粉末尺寸不同和噴涂過(guò)程中粒子的熔融程度不同。粒子在撞擊基材前的充分熔融和較高的顆粒速度，能使粒子撞擊時(shí)有很好的變形，并導(dǎo)致層間的良好結(jié)合和低的氣孔率。不同粒徑的粉末制得的涂層可在一定程度上說(shuō)明，涂層中γ-Al2O3相越多，則噴涂過(guò)程中粉末的熔化就越充分，所得到的涂層結(jié)構(gòu)越致密。
但在Al2O3粉木中添加一定量的TiO2粉末后，制備Al2O3/TiO2復(fù)合涂層，可改善涂層的綜合機(jī)能。Ti02的熔點(diǎn)為1840℃，Al2O3的熔點(diǎn)為2050℃，在噴涂時(shí)TiO2的熔化狀態(tài)較好，粘結(jié)力強(qiáng)，在凝固時(shí)可粘結(jié)在Al2O3涂層粒子之間的孔隙中，而且與Al2O3存在成分?jǐn)U散，產(chǎn)生固溶，從而明顯進(jìn)步了涂層的致密程度和粘結(jié)強(qiáng)度，有利于耐蝕性及耐磨性的進(jìn)步。當(dāng)TiO2的含量在13%~20%時(shí)涂層的耐磨性為最好。跟著TiO2含量的增加，涂層的致密性逐漸進(jìn)步，硬度逐漸下降，這是由于TiO2的硬度比Al2O3要低。涂層的磨損失效由脆性剝落向類(lèi)似于金屬材料的粘著磨損、疲憊磨損和磨粒磨損轉(zhuǎn)化。
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