在航空航天、軍工及工業制造等關鍵領域，零部件表面防護始終是一項技術難題。具有高熔點、高硬度、化學惰性及絕緣特性的陶瓷材料，因其在耐磨、耐熱和耐蝕方面的潛力，成為備受青睞的涂層選擇。

相比傳統微米級結構涂層，熱噴涂納米結構陶瓷涂層在成分均勻性、結構細化及結合強度等方面表現更優。但傳統制備工藝往往受限于原料納米顆粒的粒徑與分布，涂層顯微結構的可調控性有限，難以實現規?；瘧?。因此，開發新型熱噴涂原料粉體制備技術尤為關鍵。

近日，哈爾濱工業大學研究團隊報道了一種全新的“燃燒合成-空氣霧化（CS-AA）技術”，成功制備出具有納米共晶結構的Al₂O₃-ZrO₂復合粉體。該粉體用于等離子噴涂后，獲得了獨特納米共晶結構的復合陶瓷涂層，在耐磨保護方面展現出優異性能。相關成果已于2025年8月19日發表在 Journal of Advanced Ceramics。

研究顯示，利用 CS-AA 技術制備的新型粉體在噴涂后形成了雙峰結構涂層，既包含完全熔融區，也包含部分熔融區。其中，部分熔融區呈現由纖維狀或片層狀納米共晶相組成的多群結構，平均間距僅約65 nm，這種微觀結構顯著提升了涂層的力學與耐磨性能，在提升硬度和抗裂性方面發揮了決定性作用。

與傳統納米粉重構方法相比，CS-AA技術無需昂貴的納米粉體，工藝步驟更簡化，因而在成本效益與環保性方面具備突出優勢。更關鍵的是，在快速冷卻過程中，共晶相能夠自發耦合生長，直接在粉體中形成細微結構，無需額外處理。

經過系統研究，團隊發現優化噴涂功率后，涂層顯微硬度達到1008.39±308.54 HV0.2，韌性為4.22±0.58 MPa·m^1/2，在6 N、500 rpm條件下磨損率僅5×10^-5mm³·N^-1·m^-1。這表明CS-AA方法為熱噴涂納米結構原料提供了一條可行路徑，并為耐磨防護陶瓷涂層的研發與優化提供了有價值的參考。

對于未來研究方向，團隊指出，CS-AA 技術仍需更深入的探索，包括：拓展到其他體系陶瓷復合粉體的制備；調控霧化冷卻速率與工藝參數；進一步優化噴涂工藝；擴展涂層在耐熱、耐蝕等更多場景中的應用等等。

粉體圈Coco編譯