镍铝青铜(NAB)是一种以铜为基体，主要添加铝、镍、铁等元素的高性能铜合金，具有优异的力学性能和摩擦学性能、较好的腐蚀性能以及气腐蚀性能、而且能够有效防止海洋生物污损、具有优良的可加工性等优点被广泛应用于航空航天、石油运输、海洋工程领域等领域。尤其是在海洋工程领域，NAB被广泛应用于水下轴承、大型舰船及潜水艇螺旋桨、运输管道以及大型阀门等工程部件。冷喷涂作为一种固态沉积技术，它是通过将压缩气体和固态粉末颗粒在前腔室混合后通过拉瓦尔喷嘴形成超高速粒子流，当粒子以高于临界速度的冲击速度撞击到基板上时，发生强烈的塑性变形与基体相互结合。冷喷涂工艺具有喷涂温度低、致密度高、结合强度高等特点，在铝青铜合金器件修复领域表现出巨大潜力。目前，冷喷涂已实现在增材制造及修复领域的应用，成功在各类基材表面沉积Al、Cu等合金及它金属基复合材料的制备。
NAB因具有较高的强度，其粉末的冷喷涂沉积效率不理想。为改善粉末的变形性能，本研究从调控粉末组织入手，建立NAB粉末物相组成和沉积特性之间的关系。针对气雾化NAB粉末采用不同热处理策略，随后将经热处理的粉末通过高压冷喷涂系统沉积于NAB基底上，并对各类粉末及其对应沉积物开展了系列相关特性测试。结果表明，气雾化NAB粉末的主要微观结构由马氏体β'和贝氏体α构成，较高的硬度导致其冷喷涂沉积效率偏低，且沉积物中颗粒间结合状态较差。有效的热处理技术可消除气雾化粉末中的非平衡结构，降低粉末硬度，进而显著提升沉积效率并增强颗粒间界面结合性能。此外，本研究提出一种创新的原位陶瓷颗粒侵蚀方法，通过将NAB颗粒与Al₂O₃颗粒进行机械混合，以减少NAB涂层中的氧化物含量。研究发现，在基于空气的冷喷涂过程中，NAB涂层表面会发生严重氧化；随着后续NAB颗粒的沉积，氧化层会残留于NAB颗粒结合界面处，且存在明显的、厚氧化层密集分布的界面间隙（> 100 nm）。在原料粉末中添加适量的Al₂O₃颗粒后，NAB颗粒界面处的氧化物几乎不可见，且颗粒间形成了明显的冶金结合，这一现象可归因于Al₂O₃颗粒引入的原位氧化侵蚀效应与夯实效应。与此同时，NAB颗粒的沉积效率从28.71%提升至32.72%；此外，NAB沉积物的最终抗拉强度（UTS）从51.85MPa大幅提升至406.51Mpa，其耐磨性也显著增强——在相同测试条件下，磨损量降低了40%。值得注意的是，由于球形氧化铝的回弹作用，最终沉积物中Al₂O₃的实际含量仅为2.2%。

冷喷涂,固态增材,界面氧化,组织调控