程旭东， 闵 捷，2， 孟晓明，2， 向泓宇，2， 张 朴，2

(1.武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室，武汉430070;2.武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉430070)

氧化锆涂层导热系数低、硬度高、抗高温氧化、抗高温腐蚀及抗热震性能好［1］，氧化锆涂层作为热障、耐腐蚀和可磨耗涂层［2］已被广泛使用。与传统涂层相比，真正意义上的纳米结构涂层在强度、韧性、耐磨、热障等方面的性能有大幅度提高［3］。因此，纳米氧化锆热障涂层已成为当今研究的重点及热点［3～4］。

纳米固体粉末因粒径小(1～100nm)、质量轻、流动性不好和粉体容易团聚而造成输送、沉积的困难，且纳米粉末在高温等离子火焰下活性高、易成核长大，所以纳米粉末不适合于直接用作等离子喷涂原料。传统等离子喷涂制备纳米涂层一般遵循“纳米粉体原料→团聚型微米级粉末的一次造粒→喷涂粉末致密化的二次造粒→等离子喷涂制备纳米涂层”的工艺路线［2，4］。由此可见，若采用上述工艺流程，不仅制备纳米原料耗能大、成本高，而且喷涂工艺烦琐;另外，在进行烧结致密化和等离子喷涂过程中，由于温度较高，纳米晶粒有长大的趋势，甚至会超出纳米临界尺寸。因此，即使原料为理想的纳米粉末，再经历复杂的过程，所制得的涂层也不一定具备纳米结构;另一方面涂层中还易出现晶粒长大、孔隙分布不均等不良结构，进而影响纳米涂层的各种特性。

解决等离子喷涂制备纳米涂层的一个较好的途径是改变喂料方式。液相等离子喷涂就是在传统等离子喷涂的基础上将固体粉末喂料改造为液体喂料，即将液相前驱体雾化并直接输送到等离子焰流中而沉积成涂层。……