钛合金因其比强度高,良好的耐腐蚀性和生物相容性,在航空航天,海洋和化学化工等领域的应用越来越多,但抗高温氧化性和耐磨性差等缺陷进一步限制其应用。二元Al2O3-ZrO2共晶氧化物因具有精细稳定的微观结构和强的相结合界面而表现出高硬度、抗蠕变性以及高温抗氧化性等优势,在航空航天等高温极端条件下有着广泛的应用。利用激光熔覆技术在钛合金表面熔覆Al2O3-ZrO2（8%Y2O3）陶瓷涂层,改善钛合金在航空航天等高温环境下的应用状况。本文采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V表面制备Al2O3-ZrO2（8%Y2O3）陶瓷涂层,首先搭建超声场耦合的激光熔覆实验平台,为克服空载式超声波发生器作用于空气从而引起空气柱的振荡将预置粉末吹飞的缺陷,改进了超声波发生器的工具头,制成的工具头前端截面直径为10mm,使超声振动精准作用于熔池,增强了超声作用于熔池的效果,提高了能量的利用率。其次,采用正交实验的方法将激光功率、光斑直径和扫描速度作为直接变量,由三个参数计算得到的激光能量密度为间接变量,以Al2O3-ZrO2（8%Y2O3）陶瓷涂层的组织形貌、显微硬度和耐磨损性等为评价指标进行实验。结果表明,扫描速度过高会造成熔覆轨迹两侧球化现象严重,激光功率和光斑直径过大会造成涂层熔深增加,稀释率增大,而适中的激光功率和光斑直径,较低的扫描速度下制备的涂层组织致密、晶粒细小、气孔和裂纹数量较少,显微硬度高和耐磨损性好,得到较优的激光参数为:激光功率1.8KW、扫描速度3mm/s和光斑直径4mm。然后,改变Al2O3-ZrO2（8%Y2O3）混合粉末中ZrO2（8%Y2O3）尺寸和激光功率,探究激光功率一定的条件下,ZrO2（8%Y2O3）尺寸对Al2O3-ZrO2（8%Y2O3）陶瓷涂层的组织形貌、显微硬度、耐磨损性和耐腐蚀性的影响。结果表明,得益于小尺寸粉末比表面积大,对激光的吸收率高,相同的激光功率下,比面积大的粉末吸收能量多,同时熔池内气体有充足的时间逸出;形核数量多,组织主要以细小的树枝状共晶组织为主,显微组织精细致密,耐磨性和耐腐蚀性最好,显微硬度高达1262HV,是Ti-6Al-4V合金基体显微硬度的4倍,1-5μm ZrO2（8%Y2O3）的Al2O3-ZrO2（8%Y2O3）混合粉末制备的陶瓷涂层质量最好。最后,在较优的激光参数和混合粉末参数的基础上,耦合外部超声场,探究不同超声振幅对Al2O3-ZrO2（8%Y2O3）陶瓷涂层组织和性能的影响。分析了超声在熔池中的作用机理,阐明了将空载式超声振动引入熔池中的可行性。利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件模拟超声场耦合激光熔覆熔池中熔体的流速,随着超声振幅的增加,超声对熔池的机械搅拌和声流作用增强,熔体的流速加快。不同超声振幅下,激光熔覆实验结果表明,涂层表面质量随着超声振幅的减小,先趋向于良好后变差,超声振幅的大小对涂层物相种类变化影响不大,施加超声振动的Al2O3-ZrO2（8%Y2O3）陶瓷涂层脆性下降、韧性增强。在超声的空化作用和声流作用下,熔覆后的涂层组织更加精细。随着超声振幅的减小,组织从粗大的柱状晶和胞状晶状转变为细小的胞状晶,柱状晶消失,气孔和裂纹的数量减少。超声振幅为75μm时,涂层平均显微硬度高达1185.6HV,平均摩擦系数最小为0.31,摩擦系数曲线波动最小。