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本文采用纳米Al2O3和纳米TiO2粉末为原料,经过再造粒制备可喷涂喂料,并在钛合金表面利用可喷涂喂料通过等离子喷涂工艺制备纳米结构陶瓷涂层,将制备出的喷涂态涂层进行激光重熔,以此研究了激光重熔前后涂层的显微组织与性能。采用扫描电镜（SEM）观察了重熔前后涂层的显微组织,射线能量分散谱仪（EDS）进行重熔层的成分测试,X射线衍射分析仪（XRD）检测材料及涂层物相,显微硬度计测定涂层的显微硬度,维氏硬度计压痕法测试涂层的抗裂纹扩展性能,涂层自动划痕仪测试涂层的抗划痕性能。激光重熔后,物相组成及显微组织发生变化。经过激光重熔工艺处理后,等离子喷涂纳米结构Al2O3–TiO2涂层在激光作用下,亚稳态γ-Al2O3向稳定态α-Al2O3转变;另外,仍存在少量TiO2发生还原失氧,其余的氧化钛又重新转变为金红石型氧化钛（Rutile-TiO2）。激光重熔后涂层的主要相成分包括α-Al2O3、Rutile-TiO2、Al2TiO5和Ti3Al相。同时,显微组织经过激光重熔工艺处理后,等离子喷涂涂层所具有的缺陷（层片状结构、气孔、微裂纹）得以消除,进而转化成具有致密化、均匀化的微观组织结构的重熔涂层,并由原本的片状结构全部转变为等轴晶和柱状晶。等离子喷涂涂层的平均维氏硬度值约为基体的23倍,而激光重熔涂层平均维氏硬度值比等离子喷涂涂层的平均维氏硬度值高,约为基体的34倍。激光重熔前喷涂态涂层与基体结合方式是机械结合,而激光重熔后涂层与基体的结合方式是冶金结合。激光重熔后,涂层具有致密化、均匀化的微观组织结构,对硬度的提高具有重要作用。激光重熔后,涂层的硬度很大,能很好的限制划痕试验中的破坏形式,同时重熔涂层细小的晶粒也对抗划痕破坏能力的提高起作用。激光重熔后,涂层抗裂纹扩展性能增强的原因是,涂层的组织更为致密化、均匀化,消除了一些会对抗裂纹扩展性能有较大影响的缺陷,如:孔隙和微裂纹。