为了消除常规热障涂层的裂纹与热生长氧化物(TGO)，研究了激光感应复合快速熔覆制备功能梯度氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)和NiCrAlY涂层。结果表明，当激光扫描速度与送粉率分别提高到3200 mm/min与90.63 g/min时，激光感应复合快速熔覆获得的YSZ/NiCrAlY梯度涂层经检测无裂纹，具有良好的外形，且显微硬度呈梯度分布。原始粉末内立方氧化锆(c-ZrO2)、单斜氧化锆(m-ZrO2)、四方氧化锆(t-ZrO2)完全转变为亚稳态的四方氧化锆(t′-ZrO2)。梯度增加YSZ的涂层具有组织细小、致密、由柱状树枝晶组成的双相结构特征。此外，连续两层间界面消失，完全不同于单纯激光熔覆获得的陶瓷粘结层双层结构的热障涂层。等温氧化后，激光感应复合快速熔覆功能梯度YSZ/NiCrAlY涂层内亚稳态的四方氧化锆(t′-ZrO2)转变为稳态的四方氧化锆(t-ZrO2)，从而提高了高温合金GH4169的抗高温氧化性能。

研究了激光感应复合快速熔覆(LIHRC)碳化钨金属陶瓷层的影响因素。结果表明,随着感应预热温度的增加,激光感应复合快速熔覆的效率增加;基材类型对激光感应复合快速熔覆的效率也有较大影响,这主要是由基材的热物理性能参数(如熔点、电阻率与磁导率)决定;随着激光比能与基材感应预热温度的增加,复合层的稀释率增加;随着粉末面密度的增加,复合层的稀释率降低。此外,在激光感应复合快速熔覆过程中,复合粉末的利用率不仅与激光工艺参数、感应预热温度有关,还与WC颗粒的含量以及粘结金属的种类有关。

为了提高熔覆效率与消除熔覆层的裂纹,采用激光-感应复合熔覆的方法在A3表面获得了无气孔与裂纹的Ni基WC复合层。研究了不同的加工参量对复合层质量的影响,结果表明,随着激光比能的增加,粉末面密度增加;在相同的激光比能条件下,随着粉末面密度增加,熔覆层的高度增加,稀释率减小;在相同的粉末面密度条件下,随着激光比能的增加,熔覆层的宽度略有增加。此外,相对于单纯的激光熔覆技术,激光-感应复合熔覆的效率约可以提高5倍。在激光-感应复合熔覆过程中,熔覆层与基材间的温度梯度大大降低,这是Ni基WC复合层无裂纹的关键原因。

鉴于传统的激光熔覆金属陶瓷复合涂层技术主要存在2方面不足：其一，熔覆效率低，导致大面积熔覆时成本昂贵；其二，由于激光熔覆本身的特点，即快速加热与快速凝固，在激光熔覆过程中，热应力极易诱导熔覆层开裂。基于此，综述了国内外激光熔覆金属陶瓷复合涂层的研究进展，指出其存在的主要问题，并提出了激光感应复合快速熔覆的新方法，即感应预热基材的同时快速激光熔覆。该方法不仅可使熔覆效率大大提高而且获得了无裂纹的金属陶瓷复合涂层。