在农业机械中,磨损失效占机械零部件失效的70%以上,造成了巨大的经济损失。为提高农机关键零部件的耐磨性,研发高性能耐磨新材料及在零件表面应用耐磨涂层技术是两个重要解决途径。Sialon是一种典型的氮氧化物陶瓷,因其具有优越的力学性能、热学性能与化学稳定性,被认为是最具潜力的高温结构陶瓷之一。目前,合成Sialon技术要求高,多采用纯原料制备,成本高,难以实现大规模工业生产,制约了其在工程中实际应用。本研究利用铝灰制备Sialon粉体,系统研究了原料组成和工艺参数对合成Sialon物相组成与微观形貌的影响规律,进一步地,研究了放电等离子烧结（SPS）与激光熔覆技术对Sialon致密体形成及涂层结构和性能的影响规律。探讨β-Sialon粉体分层现象与生长机理,为探索单相β-Sialon粉体的制备提供理论依据。研究Sialon陶瓷体与涂层成型机理,确定宏观形貌、截面形貌、物相组成、微观组织对磨损性能的影响规律。主要结论如下:（1）铝灰金属还原反应合成β-Sialon粉体。当合成温度为1450℃,保温时间为4 h,硅铝比为2.5时,合成β-Sialon纯度最高。随着硅铝比的增加,β-Sialon晶粒的长径比迅速增大,当硅铝比为2.5时形成晶须状组织。产物中有棒状和绒毛状两种晶须,生长机制分别遵循基体气-液-固机制和尖端气-固机制。产物分为两层,下层为纤维状,主要相为β-Sialon,上层为层状结构和晶须穿插,主要由β-Sialon、Al2O3和尖晶石组成。相分层现象的主要原因是金属氧化物在重力作用下从液态硅中分离。（2）β-Sialon致密化烧结及其摩擦磨损性能研究。烧结体物相为β-Sialon,平均密度为3.12 g/cm~3,相对密度为0.975,显微硬度为1252 HV1,抗压强度为2869 MPa。β-Sialon陶瓷纵向断口形式为层状断口,断裂机理是穿晶断裂和沿晶断裂的复合模式,晶粒呈柱状形式存在,相互交织形成互锁结构,定向生长。β-Sialon陶瓷摩擦系数的范围在0.45～0.65之间,磨损量为0.0008～0.0072 mm~3,磨损机理主要是剥落、粘结磨损及磨粒磨损。（3）激光熔覆制备Ni基β-Sialon复合涂层及其摩擦磨损性能研究。确定了β-Sialon陶瓷粉末的配比为:10%β-Sialon+90%Ni62合金粉末。工艺参数为:激光功率为3 k W,采用方形激光光斑,光斑宽度为5 mm,熔覆速度6～10 mm/s,搭接率为30%。涂层主要分为基体、结合区与熔覆层。由于熔覆材料整体性不能自由收缩与高温蒸发分解,涂层内存在明显的裂纹和气孔,表层出现凹坑。β-Sialon异质相颗粒存在改变晶粒生长形态,由平面晶向等轴晶转变,表层形貌为连续的网状组织与雪花状,形成Cr-Fe-Ni、Al-B-Ni、Al-Fe-Si及Al-Ni等强化相,实现涂层强化。熔覆层显微硬度显著提高,是母材的4倍左右,平均摩擦系数降低了约1/4,磨损量减少了50%以上,磨损机理主要为磨粒磨损与粘着磨损,具有良好的耐磨损性能。研究结果将为Sialon低成本、高效率应用在农业机械提供理论和试验基础。