陶瓷氧化鋁隔離金屬涂層，等離子噴涂氧化鋁陶瓷涂層時(shí)，熔融的氧化鋁粒子碰撞基體后，在快速冷卻過程中將以γ-Al2〇3的結(jié)構(gòu)形核凝固。因此，涂層主要由準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的γ-Al2〇3構(gòu)成。當(dāng)未完全熔化的粒子部分夾雜在涂層中時(shí)，這部分未熔粒子部分將以原粉末中穩(wěn)定的a-Al2〇3結(jié)構(gòu)存在于涂層中。由于在通常噴涂條件下，沉積粒子一般并未完全達(dá)到熔融狀態(tài)，因此，如圖12所示，氧化鋁陶瓷涂層呈現(xiàn)含有γ-Al2〇3與少量的a-Al2〇3構(gòu)成的兩相結(jié)構(gòu)。一般認(rèn)為隨粒子熔化狀態(tài)的改善，a-Al2〇3的含量將減少，氧化鋁陶瓷涂層中a-Al2〇3含量與熔化狀態(tài)成反比，可以采用涂層中a-Al2〇3的含量的多少間接評(píng)價(jià)粒子碰撞基體前的熔化狀態(tài)。
圖12 微束等離子噴涂氧化鋁涂層的典型XRD圖譜
a-Al2〇3為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而γc-Al2〇3為準(zhǔn)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。當(dāng)γ-Al2〇3結(jié)構(gòu)的涂層加熱溫度升高到1150～1200℃時(shí)，立方晶γ-Al2〇3將轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的a型結(jié)構(gòu)，此時(shí)，其密度將從γ型的3.6g/cm3變?yōu)閍型的3.98g/cm3,伴隨著體積的收縮，將產(chǎn)生收縮應(yīng)力，會(huì)引起涂層開裂。
在噴涂狀態(tài)下，涂層內(nèi)的扁平粒子間的結(jié)合率只有15%～32%，當(dāng)在高溫下長時(shí)間熱處理時(shí)，涂層將發(fā)生燒結(jié)現(xiàn)象，從而使涂層的性能發(fā)生變化。在1500PC下熱處理時(shí)，隨保溫時(shí)間的增加，涂層的相對(duì)彈性模量增加，如圖13所示。因此，在高溫下使用時(shí)，需要考慮涂層的結(jié)構(gòu)與性能的穩(wěn)定性。
圖13 1500℃時(shí)效保溫時(shí)間對(duì)氧化鋁涂層相對(duì)彈性模量的影響
氧化鋁陶瓷涂層的硬度：
等離子噴涂氧化鋁涂層的顯微硬度一般約800～900HV，如圖6和圖7所示，一般隨等離子電弧功率的增加與距離的減小而在一訂的范圍內(nèi)增加，但遠(yuǎn)低于燒結(jié)塊材的硬度。爆炸噴涂層的硬度比等離子噴涂層高，氧化鋁涂層可以達(dá)到1100HV。在氧化鋁中加人2.3%～2.5%的Ti〇2后制備的涂層呈現(xiàn)灰色，又稱灰色氧化鋁。等離子噴涂灰色氧化鋁涂層的硬度稍比純氧化鋁低，但涂層的耐層間剝落性有所改善。
氧化鋁陶瓷涂層的絕緣性：
氧化鋁涂層作為電介質(zhì)，具有較高的介電常數(shù)與擊穿電壓，常用作金屬表面的絕緣涂層。一般涂層的擊穿電壓(v)與涂層厚度（t）之間存在下列關(guān)系：V=atn (5.7-1)
式中，a為常數(shù)，a與涂層材料有關(guān)；n為常數(shù)，n—般大于1，與測量方法及涂層經(jīng)受的熱處理規(guī)范（涂層結(jié)構(gòu)）有關(guān)。厚度相同時(shí)，涂層的擊穿電壓比熔煉氧化鋁的擊穿電壓低。
