纳米材料表现出许多不同于传统材料的新奇特性，世界范围内掀起了对纳米材料的研究热潮。本文总结了等离子喷涂、激光重熔、纳米材料等技术的研究与发展，提出了在等离子喷涂基础上，利用激光重熔制备纳米改性涂层的新思路；将快速成型应用于纳米材料加工，进行了纳米材料的激光烧结快速成型技术的基础试验研究，所完成的工作主要有： 1．在分析纳米材料已有烧结理论的基础上，结合激光加工中有关热传导理论，建立了纳米材料在激光作用下晶粒尺寸变化的数学模型。对不同加工参数变化下的晶粒直径尺寸进行了数值计算，提出了晶粒长大简化数学模型，对生产或实验中参数的优化或选择，晶粒大小的预测与控制具有实际意义。 2．利用等离子喷涂技术，设计了合理的涂层材料体系，制备了Al₂O₃，NiCrAl／Al₂O₃，NiCrAl／Al₂O₃+13％wt．TiO₂，NiCrAl／WC-Co四种涂层。对四种涂层的组织结构、界面结合能力进行了测试与分析。 3．提出了一种纳米改性涂层的复合工艺方案和技术路线。以纳米为填料，在激光重熔等离子涂层的同时，将纳米材料熔覆在等离子喷涂层表面或渗入等离子喷涂层内部。获得了在该工艺下的纳米改性陶瓷系列涂层，实验验证了该工艺的可行性。 4．采用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪等，对陶瓷系列涂层的微观组织与结构进行了详细分析。结果表明，激光重熔后，含纳米的各种涂层致密化程度明显提高，晶粒得到明显细化。研究发现，在各种涂层中纳米颗粒明显填充在粗颗粒间，构成晶间型组织结构；初步测试还表明，在Al₂O₃+13％wt．TiO₂渗入纳米SiC的涂层中，存在Al₂O₃与SiC纳米构成晶内型组织结构的可能性；在Al₂O₃+13％wt．TiO₂渗入纳米Al₂O₃的涂层表面形成了一纯纳米Al₂O₃薄层，构成了纳米-纳米间的复合。同时，研究还发现，分布在粗颗粒间大间隙内的纳米颗粒也构成了微区内的纳米-纳米复合。探讨了这些组织与结构的形成机理以及对涂层性能的潜在影响。测试了纳米颗粒在涂层中的分布及渗入的深度（70μm以上）。验证了各种参数选择的合理性与数学模型的正确性与准确性。 5．对所制备的纳米复合系列陶瓷涂层进行了性能测试。与相应等离子喷涂层相比，硬度测试表明，含纳米Al₂O₃或SiC的各种复合涂层硬度提高了0.6-1.5倍左右；耐磨性测试表明，小功率下单纯的激光重熔耐磨性提高了30％，而纳米渗入后涂层的耐磨性提高了1.3-5倍左右，对耐磨性提高的机理作了进一步的探索和分析研究；耐蚀性测试表明，经激光熔覆纳米渗入后的各种涂层耐蚀性能提高了4倍以上，同时涂层厚度、表面质量对腐蚀性能有影响。 6．基于选择性激光快速成型技术，提出了纳米材料选择性激光烧结制备块体纳米结构材料的新工艺。制备了多种块体或薄层试件，并作了相关测试。研究结果表明，激光烧结在保证晶粒尺寸不致长大，快速制备块体材料上有独特的优势。基于激光扫描的纳米陶瓷涂层和纳米结构块体制备技术的基础研究 7.发现了在激光烧结过程中的SIC纳米线，并对纳米线的形成作了简要分析。 纳米技术与激光技术或快速成型技术的复合，及其在纳米涂层、块体和薄膜制备中的应用是一个新的研究领域，有很多问题需要探索和解决。本课题的研究为这些技术的进一步开发打下了基础，无疑对传统产业的提升，产品质量的改善，新的工艺方法的探索，具有十分重要的意义，并为这些技术在制造业及其它领域的早日应用奠定了理论与实验基础。