摘要：机械部件在运动时会出现摩擦和磨损，而摩擦磨损是导致能量耗散或构件过早失效的主要原因。因此，提高机械部件的耐磨性，降低摩擦损耗，成为材料科学与工程领域的重要研究方向。热喷涂技术作为一种高效的表面改性手段，能够显著改善基体的力学性能、耐腐蚀性和摩擦学性能。热喷涂陶瓷涂层常被用于增强机械零部件的力学性能和抗磨损性能。因此，为选出力学性能和摩擦学性能较为优异的陶瓷涂层，本文利用热喷涂技术中的大气等离子喷涂工艺制备了四种陶瓷涂层Al2O3、AT13、YSZ和Cr2O3，并对四种涂层的微观组织与物相组成、力学性能以及磨损机制进行深入分析。研究表明，制备的四种涂层的表面粗糙且出现了大量的不规则孔洞、凹坑等，且Cr2O3涂层断面形貌进一步表明其孔洞相对较多，这些孔洞可以为润滑剂的生长提供储存空间。在这四种热喷涂陶瓷涂层中，Cr2O3涂层的显微硬度值最高(1161.34±46.31 HV0.3)，较其他三种涂层提高至少44.5%。并且，在9 N载荷下，Cr2O3涂层的摩擦系数和磨损率分别为0.551和1.06×10-5 mm3·N-1·m-1，均显著低于其他三种涂层的摩擦系数和磨损率。同时，Cr2O3涂层对应摩擦副的磨损率较其他三种涂层降低至少60.2%。因此，Cr2O3涂层具有优异的力学性能和减摩耐磨性能，这为Cr2O3陶瓷涂层材料在摩擦学领域的进一步研究和应用提供了良好的实验基础。
