无论是生活还是生产，只要两个物体产生接触且有相对运动，“磨损”便难以避免，严重的话甚至可以导致各种材料及零部件失效。对了对抗磨损，提高使用性能及寿命，最佳的解决方式就是增强产品的表面性能。

一般情况下，表面性能可以使用材料表面工程和技术进行防护和改性，因此产品的表面防护处理成为了当今各行业备受关注的领域。其中，涂层技术已经成为表面防护领域中最广泛应用的技术之一，它不仅根据不同材料所具有的各项性能赋予产品表面各种功能，而且适用于不同形状的产品表面，操作也相当简单。

氧化铝作为涂层材料的优势

涂层材料的选择有很多，不过当您的需求落在了“耐磨”上时，不得不说氧化铝（Al₂O₃）确实是个好选择。

作为最常见的氧化物材料之一，氧化铝具备多种优良性能，包括良好的机械性能、热性能、结构多样性等，使其在陶瓷涂层、催化载体、过滤膜等领域中具有不错的应用性和前景。氧化铝自身因为结晶方式的不同生成不同种类的结晶态，如α-Al₂O₃，β-Al₂O₃，γ-Al₂O₃，δ-Al₂O₃等，不同结晶形态的氧化铝产生的性能各有特色。

氧化铝粉体

其中α-Al₂O₃由于自身具有耐磨、热稳定性好、机械强度高、高透光率、抗腐蚀特点，所以以其为主要原料的涂层被广泛应用于包装防护、电器产品、生物医学植入物、机械涂料等诸多行业，与工业生产及我们的日常生活密切相关，到底它都出现在哪都有些什么形态，下面一起来看看。

氧化铝用于涂层的形式

因α-Al₂O₃有相当高的硬度，常被使用在抗刮耐磨的涂层上。它的应用形式主要分为两种，一是利用热喷涂直接喷覆氧化铝涂层；二则采用湿式方式涂覆在待涂物表面。

1.热喷涂法

热喷涂技术是指利用某种热源将粉状、丝状或棒状的金属或非金属涂层材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰流本身的动力或外加的高速气流将其雾化，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体材料表面，与基体材料相结合。

不过利用热喷涂技术涂覆涂层时，粉体的粒径与形状需要被控制。纳米尺寸的粉体不能直接用喷涂，在使用前需将其处理为具有纳米结构特征的球状微米尺寸粒子，以改善粒子的流动性。当等离子喷涂时，熔化颗粒经历撞击基材、展丌、平铺、凝固成准圆小薄片。熔融颗粒的液滴在基材上撞击成盘状，具体形状由表面张力、密度、粘度和液滴的速度决定。

处理后的团聚体粉末

不过由于喷涂过程中从碰撞到凝固的时间很短，熔化颗粒无法达到前一个已铺开的小薄片边角处，因此涂层中必出现孔隙。在制备单一的氧化铝涂层喷涂层时，就容易导致得到的涂层组织较疏松，结合力差。

研究表明，原始粉末颗粒的大小对喷涂后涂层的组织结构有着不同的影响，原始粉料尺寸越细小，涂层的最终性能越优越。对涂层进行x衍射分析，涂层都是由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃两相组成，微观结构的不同在于原始粉末尺寸不同和喷涂过程中粒子的熔融程度不同。粒子在撞击基材前的充分熔融和较高的颗粒速度，能使粒子撞击时有很好的变形，并导致层间的良好结合和低的气孔率。不同粒径的粉末制得的涂层可在一定程度上说明，涂层中γ-Al₂O₃相越多，则喷涂过程中粉末的熔化就越充分，所得到的涂层结构越致密。

另外在Al₂O₃粉木中添加一定量的TiO₂粉末也可改善涂层的综合性能。TiO₂的熔点为1840℃，Al₂O₃的熔点为2050℃，在喷涂时TiO₂的熔化状态较好，粘结力强，在凝固时可粘结在Al₂O₃涂层粒子之间的孔隙中，而且与Al₂O₃存在成分扩散，产生固溶，从而显著提高了涂层的致密程度和粘结强度，有利于耐蚀性及耐磨性的提高。

2.湿式涂覆

氧化铝粉体由于具有高强度、高硬度、抗磨损、耐磨损等优异的特性，在高分子基耐磨涂层中具有特殊的用途，常被添加于各种水性油性涂料油漆中提高产品的综合性能。如果既想耐磨又要有透明或透光效果，则采用纳米氧化铝较好。

比如说家居木地板的耐磨层，既要有良好的耐磨性能，又不能遮盖下方装饰层的花纹和色彩，而且还要均匀而细密地附着在装饰层表面，因此为了能最大限度保证耐磨层或耐磨纸色泽和透明性，Al₂O₃耐磨粉不仅要细而且粒度分布还要足够集中。

但是要发挥氧化铝粉体，尤其是纳米粉的优势，浆料的分散性与沉降性都相当重要，因此在使用前氧化铝粉体必须先经处理，避免超细Al₂O₃粒子因特殊的表面结构发生团聚并增强其与高分子基体的界面结合力。目前为了保证超细组分的分散效果，主要有这两种方式：一是增大体系能量（主要体现在新增加的表面能），如采用高速搅拌机和超声波分散仪等；二是降低界面的表面能，即加入表面活性剂来达到解聚目的。

总结

作为一种具备良好的耐磨损性能、较低的摩擦系数、化学惰性和良好绝缘性能的材料，氧化铝涂层利用其优势已在多个领域得到应用，有效保护或强化着各种材料和零件表面。随着技术水平的提高和应用范围的扩大，未来如何进一步改进氧化铝涂层性能以增加其在不同环境下的使用率将成为发展的重点。

资料来源：

热喷涂技术的发展和应用，张祝喜，赵卫东，毕虎才。

纳米结构Al₂O₃，TiO₂，SiO₂热喷涂粉末和涂层的研究，曾富。

氧化铝涂层的制备及研究，蒲梦园。

粉体圈 NANA整理