在航空航天、军工及工业制造等关键领域，零部件表面防护始终是一项技术难题。具有高熔点、高硬度、化学惰性及绝缘特性的陶瓷材料，因其在耐磨、耐热和耐蚀方面的潜力，成为备受青睐的涂层选择。

相比传统微米级结构涂层，热喷涂纳米结构陶瓷涂层在成分均匀性、结构细化及结合强度等方面表现更优。但传统制备工艺往往受限于原料纳米颗粒的粒径与分布，涂层显微结构的可调控性有限，难以实现规模化应用。因此，开发新型热喷涂原料粉体制备技术尤为关键。

近日，哈尔滨工业大学研究团队报道了一种全新的“燃烧合成-空气雾化（CS-AA）技术”，成功制备出具有纳米共晶结构的Al₂O₃-ZrO₂复合粉体。该粉体用于等离子喷涂后，获得了独特纳米共晶结构的复合陶瓷涂层，在耐磨保护方面展现出优异性能。相关成果已于2025年8月19日发表在 Journal of Advanced Ceramics。

研究显示，利用 CS-AA 技术制备的新型粉体在喷涂后形成了双峰结构涂层，既包含完全熔融区，也包含部分熔融区。其中，部分熔融区呈现由纤维状或片层状纳米共晶相组成的多群结构，平均间距仅约65 nm，这种微观结构显著提升了涂层的力学与耐磨性能，在提升硬度和抗裂性方面发挥了决定性作用。

与传统纳米粉重构方法相比，CS-AA技术无需昂贵的纳米粉体，工艺步骤更简化，因而在成本效益与环保性方面具备突出优势。更关键的是，在快速冷却过程中，共晶相能够自发耦合生长，直接在粉体中形成细微结构，无需额外处理。

经过系统研究，团队发现优化喷涂功率后，涂层显微硬度达到1008.39±308.54 HV0.2，韧性为4.22±0.58 MPa·m^1/2，在6 N、500 rpm条件下磨损率仅5×10^-5mm³·N^-1·m^-1。这表明CS-AA方法为热喷涂纳米结构原料提供了一条可行路径，并为耐磨防护陶瓷涂层的研发与优化提供了有价值的参考。

对于未来研究方向，团队指出，CS-AA 技术仍需更深入的探索，包括：拓展到其他体系陶瓷复合粉体的制备；调控雾化冷却速率与工艺参数；进一步优化喷涂工艺；扩展涂层在耐热、耐蚀等更多场景中的应用等等。

粉体圈Coco编译