聚醚醚酮（PEEK）是一种半结晶型芳香族热塑性工程塑料，拥有优异的力学、摩擦学、电气、生物学性能以及良好的热稳定和化学稳定性，被广泛应用于国民经济的各个领域。然而，低的电导率和热导率及较差的耐侵蚀能力限制了PEEK材料进一步替代金属部件。在PEEK材料表面制备金属化涂层可以有效地改善其表面性能，是一种继续拓展其应用范围的有效手段。
    作为一种固态沉积技术，冷喷涂可以在远低于原料粉末熔点的温度下实现金属涂层的高效制备，在PEEK材料表面金属化方面获得了广泛的关注。然而， PEEK表面冷喷涂金属化涂层普遍存在电导率和结合强度不足等问题。针对上述问题，本工作通过深入研究PEEK表面冷喷涂Al涂层的结合特性和沉积行为，采用工艺参数优化、添加硬质Al₂O₃颗粒夯实及激光后处理等方法对金属化涂层的组织和性能进行调控，显著提高了PEEK表面Al基金属化涂层的电导率和结合强度，为实现PEEK表面冷喷涂金属化涂层的应用提供支撑。
    首先，通过TEM、FTIR和XPS等表征手段证实了冷喷涂金属涂层和聚合物基体之间存在化学键合。冷喷涂Al涂层在PEEK基体表面的沉积经历三个过程：机械互锁和化学键合的建立→Al-Al颗粒的结合→致密涂层的形成。
    其次，发现金属化涂层的沉积效率、致密度、电导率、热扩散系数和结合强度等均随着加速气体温度的升高而增加。当加速气体温度为380 ℃时，仅通过2道次沉积就可在PEEK表面形成厚而致密的纯Al涂层，其电导率和结合强度分别为16.0 MS/m和4.6 MPa。
    再次，采用在原料粉末中添加不规则Al₂O₃颗粒的方式，一方面，改善了Al-Al颗粒结合界面，减少了涂层中孔隙等缺陷；另一方面“钉扎”在涂层/基体界面的Al₂O₃颗粒提高了涂层的结合强度。但由于Al₂O₃保留量过多且存在破碎现象，该涂层的电导率（18.9 MS/m）和结合强度（6.4 MPa）等提高幅度有限。
    进一步，在原料粉末中添加大尺寸球形Al₂O₃颗粒，利用其沉积过程中更强的反弹效应，对涂层产生更显著的夯实效果，改善了涂层中Al-Al颗粒间界面结合程度，并增强涂层/基体之间的互锁效果，使得该Al基金属化涂层的电导率（23.7 MS/m）和结合强度（11.2 MPa）相对于纯Al涂层分别提高了48.1%和143.5%。
    最后，采用激光后处理进一步消除了PEEK表面Al基涂层内部的缺陷，而且通过控制输入涂层/基体界面的热量使PEEK局部熔化，改善了Al基涂层和PEEK基体之间的界面结合。激光后处理后的金属化涂层的电导率和结合强度进一步提高至24.5 MS/m和15.7 MPa。
 

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