材料表面状态对于其性能有重要影响,钢铁部件因长期暴露于工作环境中而造成的表面磨损和腐蚀严重影响其使用寿命。施加表面防护陶瓷涂层是改善金属基体性能以及拓宽陶瓷材料应用范围的一条有效途径,金属基陶瓷涂层可以弥补金属材料的不足,有效改善金属材料的表面性能。A1203陶瓷材料以其在摩擦磨损等方面的优异性能成为耐磨涂层的理想材料。但是金属基体与陶瓷涂层之间热物理性能存在较大差异,喷涂过程中界面处会产生残余应力,对涂层结合强度以及性能产生影响。Fe-Al金属间化合物的热物理性能介于陶瓷与金属之间,可作为过渡层材料以缓解基体与涂层之间的差异,但其室温韧性不足和成型困难的问题一直是限制其应用的关键,本文采用等离子喷涂的方法在喷涂过程中通过Fe/Al核-壳结构复合粉末原位反应生成金属间化合物从而实现由金属基体至陶瓷涂层的有效过渡。本文以Q235钢为基体材料,利用等离子喷涂的技术制备了Fe-Al/Al2O3梯度涂层,利用SEM、XRD等分析测试手段分析了涂层的显微结构和相组成,并对涂层材料的显微硬度、结合强度、气孔率和抗热震性能进行了测试。通过不同结构涂层的对比试验发现,在金属基体与陶瓷层之间实现成分和结构的梯度化过渡能够有效提高涂层的使用性能和寿命。等离子喷涂过渡层的前驱体Fe/Al核-壳结构复合粉体通过化学镀的方法制备。反应以硫酸亚铁为主盐,以次亚磷酸钠为还原剂实现芯核铝粉表面铁的有效沉积而形成核-壳结构的复合粉体。通过对铝粉活化方式、镀液pH、温度、镀覆时间以及络合剂的研究对化学镀的工艺和参数进行优化。结果表明：对铝粉表面氧化层的碱洗活化可以显著提高其表面对化学镀反应的催化活性,碱洗后的清洗可以有效的减小活化产物对铁成核的影响；络合剂可以防止镀液中的主盐在碱性环境沉淀,同时增强镀液的稳定性,延长其使用寿命并提高沉积速率；通过两步法的二次镀覆可以明显提高镀层的厚度和复合粉体中的铁含量,并可有效提高镀层与基体之间的结合强度；实验获得的优化参数为镀液pH值9.5-10,镀覆温度75-80℃,镀覆时间40min。采用等离子喷涂的方法在Q235钢表面制备Fe-Al/Al2O3梯度涂层,通过控制前驱体Fe/Al复合粉体与喷涂A1203粉体的比例实现过渡层成分的梯度化,缓解涂层间因热物理系数的差异而产生的应力集中和结合强度的下降。依据不同的梯度差制备了双层(DC)、三层(TC)和五层(GC)涂层。通过SEM、XRD等测试手段可得此方法可实现涂层结构和成分的梯度化。对涂层的显微硬度、结合强度以及抗热震性的测试表明,涂层梯度的细化可有效缓解基体与涂层之间的性能差异,从而提高涂层的使用性能。另外,Fe-Al/Al2O3-13wt%TiO2涂层中Ti02的添加可提高纯A1203涂层的耐磨性能,降低涂层的摩擦系数并减小磨损量。