本课题以10Al+3Nb₂O₅=6Nb+5Al₂O₃铝热反应为基础,采用喷雾造粒法制备了适于喷涂的复合喂料,通过反应等离子喷涂技术在6061铝合金基体上制备了复合涂层,利用XRD、SEM和EDS等检测技术对复合涂层的物相组成,显微结构,组织形貌进行了表征;同时对复合涂层的力学性能和磨损性能进行了测试。（1）对Al-Nb₂O₅体系进行了热力学分析,铝和氧化铌反应的ΔG为负值,在热力学上是可行的;Al-Nb₂O₅体系的绝热温度在2700 K²800 K之间,大于1800 K,可以发生自蔓延反应。在此基础上,采用喷雾造粒方法将Al和Nb₂O₅原料粉制备成适于等离子喷涂的复合喂料。（2）对等离子喷涂工艺进行优化,复合涂层的最佳制备工艺为:铝和氧化铌配比2.5:10、喷涂功率30 kW。喷涂得到的复合涂层组织结构致密,微观组织缺陷较少。复合涂层由AlNbO₄、Al₂O₃、NbO₂和Nb₂O₅相组成,呈交替分布的层片状复合组织,涂层各层片之间结合良好。喷涂功率及铝和氧化铌的配比对复合涂层的组织结构有一定影响。（3）对优化工艺后涂层的力学性能测试结果表明,涂层具有较高的显微硬度889.8HV_0.1,良好的韧性和较高的裂纹扩展能为（14.14 J/m²）,有粘结层的涂层与铝合金基体的结合强度为21.33 MPa,涂层与基体界面结合状态为机械结合。（4）复合涂层的摩擦系数较低,磨面平整,剥落区较少。复合涂层的磨损机理主要为磨粒磨损和疲劳磨损,涂层制备条件和磨损条件对两者所占比重有影响。