工业生产及生活中，大多数零件的表面是最易遭受破损的部分，从而导致失效，而在逐步走向工业4.0的今天，各种生产设备、零部件等对其表面性能的要求越来越高。若所有部件均采用性能优异的材料，来提高整个机械结构的表面性能，这是显然不科学也不具有现实意义的，因此研究材料的表面性能成为在生产和科研方面均具有重大意义的研究方向。

其中，涂层技术已经成为表面防护领域中最广泛应用的技术之一，它不仅根据不同材料所具有的各项性能赋予产品表面各种功能，而且适用于不同形状的产品表面，操作简单，而且在产品零部件上具有不同性能的功能涂层可被广泛应用在不同环境条件中，如磨损严重，高温高压，潮湿环境等，解决了本身零件缺陷问题，增加了产品在不同环境下的使用率。

其中，氧化铝因其良好的化学稳定性、耐腐蚀性和热稳定性而广泛应用于表面防护领域。

目前，制备氧化铝涂层的方法较多，采用的设备仪器和制备条件各不相同，如热喷涂法、电子束蒸发、气相沉积、磁控溅射、阳极氧化法以及溶胶-凝胶法等。

热喷涂法 

热喷涂技术能够在金属、陶瓷、玻璃、塑料等基底上产生微米级甚至纳米级的氧化铝涂层。每个热喷涂过程包括利用喷嘴中的热能，熔化和加速颗粒（溶液）向基板方向运动，此时热能转化为气体流动的动能，并在膨胀过程中将能量从气体转移到颗粒（溶液）上。当它们撞击到基板后，颗粒（溶液）的动能和热能转化为粘性变形功和表面能，颗粒（溶液）以极高的淬火速率扩散和凝固。一次又一次，它们形成连续的沉积物。

根据热源不同，热喷涂主要分为等离子，火焰，电弧，以及冷喷涂。各种热喷涂过程的原理十分相似，但每一种热喷涂方法都有其优缺点。

各种热喷涂技术的特点 

电子束蒸发法

电子束蒸发法是一种采用真空蒸发工艺镀膜的方法，在真空条件下，使用电子束将喷涂的材料进行高温蒸发处理，并向需要喷涂的基底输运，通过冷水环境调节，使加热的物质凝结形成涂层的方法。在制备氧化物薄膜方面很有潜力的技术，该技术通过调控自身温度和氧气压力等条件控制喷涂涂层的化学组成与形貌结构，其优点是可在较高的沉积速率下快速制备出薄膜。但在电子束加热装置中，为了使其快速冷却凝结成涂层，会将被加热的物质放置于冷水中，而潮湿的环境会影响涂层的结合力，从而影响整体的质量。

气相沉积法

热喷涂等半熔融处理方法容易产生多孔的、喷溅状的厚涂层，限制了其应用范围。气相沉积法能够生产具有原子或纳米级结构控制的高纯涂料，并具有较低的加工温度。化学气相沉积(CVD)过程包括气相中的均相反应或在加热表面附近发生的非均相化学反应，分别导致粉末或薄膜的形成。物理蒸发沉积(PVD)可以在相对较低的温度（小于500℃）生产涂层。因此，PVD不会破坏材料基体的力学性能。此外，PVD由于不像CVD那样涉及复杂的化学反应，对环境没有伤害，符合绿色生产的理念。

溶胶凝胶法

溶胶-凝胶法要求较低的加工温度，从而制备高纯度的氧化物陶瓷涂层。将Al2O3粉末分散在硅溶胶-凝胶溶液，然后浸涂在基体上，所得到的涂层呈复合微观结构，其中晶态氧化铝颗粒通过非晶态硅相相互连接，硅基质使涂层与基体具有良好的粘结性。

磁控溅射法

磁控溅射法是指将靶材上的原子或分子通过蒸发或溅射出的磁控溅射工艺，然后溅射出的物质沉积到基底上形成涂层的方法。磁控溅射法由于磁控反应不同又分为射频反应磁控溅射法和直流(交流)反应磁控溅射法。

阳极氧化法 

阳极氧化制备技术是近年来符合绿色环保理念的制备工艺，属于软溶液制备技术的一种，这种方法可以制备出孔径可控，有序的氧化铝薄膜。应用此方法制备出的薄膜材料可以用作一维纳米材料的模板，并且应用于微过滤器的过滤膜。同时还可以用于制备不同性能的纳米级电器件，如光学、电学、磁学。阳极氧化法制备技术具有控制薄膜形貌结构、薄膜沉积速率、耗能小、绿色环保及设备仪器等明显优点。

参考来源：

[1]熊璇玥.等离子喷涂纳米及微米氧化铝涂层的制备与性能研究

[2]蒲梦园.氧化铝涂层的制备及研究

[3]叶凯旋.Al2O3基复合陶瓷涂层的制备及其性能研究