氧化铝陶瓷熔点高,强度硬度大,耐磨性、耐腐蚀性、耐热冲击性和绝缘性优良,在复杂环境化学性能稳定,被广泛应用于航空航天、机械工业等领域。氧化铝陶瓷激光直接材料成形制造的零件容易出现气孔、裂纹、形貌不稳定等缺陷。成形过程的等离子体与成形过程的稳定性关系密切,且目前对此工艺下的等离子体研究较少,故本文针对氧化铝光致等离子体展开系统研究。首先采用高速摄影方法采集等离子体/陶瓷蒸气的羽辉形貌,并通过图像处理方法提取羽辉面积、质心高度特征。研究了变功率、变离焦量条件下羽辉面积、质心高度的变化规律,分析了时域内羽辉面积的波动性。研究发现,羽辉光强较大,程度比金属材料更剧烈,这与氧化铝中氧元素有关;随功率增加羽辉强度逐渐增强,随着离焦量绝对值的增大,羽辉强度逐渐减小;激光直接成形过程中等离子体羽辉特征的变化存在一定周期性;成形过程产生的“堵粉现象”与蒸气喷发有关。其次对等离子体的光谱特征进行了研究。利用成形系统及光谱采集系统获得等离子体光谱,并分析了等离子体的光谱强度、电子密度、光谱强度的波动性与熔池温度波动性的相关性。发现氧化铝陶瓷成形过程的等离子体现象比金属材料的更剧烈;谱线主要处于紫外区和可见区两个波段;340-900W功率范围内,随功率升高特征谱线强度也升高,电子密度不断增加。3.5-5.5g/min送粉速率的范围内,谱线强度不断减小,电子密度不断增加。280-440mm/min的扫描速度范围内,随扫描速度升高光强不断升高,电子密度不断增大;特征谱线的光谱强度在时域内具有周期性的波动特性,并与熔池温度的波动频率具有相关性,相关系数为0.729,证明等离子体可以对熔池温度产生影响。最后分析了成形件的形貌特征、微观缺陷与等离子体特征参数间的关系。形貌特征包括熔覆宽度和熔覆高度;微观缺陷包括气孔与裂纹。借助工艺参数作参考量,分析了缺陷与等离子体之间的相关性。等离子体是影响缺陷的重要因素;变功率与变扫描速度时,熔宽、熔高、气孔、裂纹与等离子体电子密度、光谱强度呈现出一定的相关性,与送粉速率的相关性则不明显。故可通过对等离子体的特征分析,监测薄壁件成形的过程缺陷。本文通过对氧化铝陶瓷等离子体系统的分析,对监测等离子体并对成形过程的质量控制提供了新的途径,为改善成形质量提供了新的方法。