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热喷涂耐磨层是由高温高速熔滴依次撞击基体或已形成的涂层表面，经过粒子的横向流动并急速凝固冷却，不断堆积而形成的，因此涂层具有层状结构的特征。由于喷涂过程中每个喷涂粒子的扁平化过程和凝固冷却过程可以认为是相互独立的，因此涂层的结构特征基本上取决于涂层中单个扁平粒子的显微组织和扁平粒子之间的结合状态。由于熔融粒子碰撞表面后从高温到凝固时的冷却速度很高，因此单个扁平粒子通常具有急冷组织的特点，如晶粒细小，存在过饱和固溶，出现准稳相和非晶相等。

由于喷涂方法本身的特点，在涂层的内部不可避免地存在孔隙。图1是喷涂态AL03涂层电镀铜后的组织照片，其中的白色条带为镀人涂层孔隙中的铜，铜的分布表征了涂层中“孔隙”的结构特征。由图可见，涂层具有层状结构，并且涂层层间存在大量的未结合界面。定量研究表明，只有不到1/3的层间界面存在真实结合，而其余部分并未真正结合在一起，这些未结合区域构成了涂层孔隙的一部分。这种孔隙的存在对涂层的许多物理、力学性能有很大影响，使涂层性能大大低于相应块材。