CeO2对超音速火焰喷涂WC-12Co涂层腐蚀磨损性能的影响

《CeO2对超音速火焰喷涂WC-12Co涂层腐蚀磨损性能的影响》是一篇研究陶瓷添加剂对金属陶瓷涂层性能影响的学术论文。该论文主要探讨了在超音速火焰喷涂（HVOF）过程中，添加氧化铈（CeO2）对WC-12Co涂层在腐蚀和磨损环境下的综合性能的影响。通过实验分析，研究者发现CeO2的加入能够显著改善涂层的微观结构和力学性能，从而提高其在恶劣工况下的服役寿命。

WC-12Co涂层因其高硬度、良好的耐磨性和一定的抗腐蚀能力，在航空航天、机械制造和能源等领域中被广泛应用。然而，由于其表面存在孔隙和裂纹，容易受到腐蚀介质的侵蚀，导致涂层性能下降。为了克服这一问题，研究者尝试在喷涂粉末中引入CeO2作为添加剂，以期改善涂层的致密性和化学稳定性。

在本研究中，研究人员采用了不同的CeO2掺杂比例，分别制备了含有0%、1%、2%和3% CeO2的WC-12Co涂层，并通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和显微硬度测试等手段对涂层的微观结构和力学性能进行了表征。结果表明，随着CeO2含量的增加，涂层的致密度逐渐提高，孔隙率明显降低，这有助于减少腐蚀介质的渗透路径。

此外，研究还通过电化学测试和干滑动磨损试验评估了不同CeO2含量的涂层在模拟腐蚀环境中的耐蚀性和耐磨性。实验结果显示，当CeO2含量为2%时，涂层表现出最佳的综合性能。在此条件下，涂层的极化电阻显著增大，表明其具有较强的抗腐蚀能力；同时，磨损体积也明显减小，说明其耐磨性能得到了有效提升。

进一步分析发现，CeO2的加入可能通过以下几种机制改善涂层的性能：首先，CeO2作为一种稀土氧化物，能够在喷涂过程中与WC-12Co发生反应，形成更稳定的固溶体，从而增强涂层的结合强度；其次，CeO2的加入可以促进晶粒细化，提高涂层的致密性，减少缺陷的数量；最后，CeO2具有一定的抗氧化和抗腐蚀能力，能够与腐蚀性物质发生反应，形成保护层，延缓基体材料的腐蚀过程。

研究还指出，过量的CeO2可能会对涂层的性能产生负面影响。例如，当CeO2含量超过3%时，涂层的显微硬度反而有所下降，这可能是由于CeO2在高温下发生分解或与其他成分发生不相容反应，导致涂层结构不稳定。因此，研究认为在实际应用中应合理控制CeO2的添加量，以达到最佳的性能平衡。

综上所述，《CeO2对超音速火焰喷涂WC-12Co涂层腐蚀磨损性能的影响》这篇论文通过系统的实验研究，揭示了CeO2对WC-12Co涂层性能的重要影响。研究结果不仅为优化HVOF工艺提供了理论依据，也为开发高性能金属陶瓷涂层提供了新的思路。未来的研究可以进一步探索CeO2与其他添加剂的协同作用，以及在不同工况下的长期性能表现，以推动该技术在工业领域的广泛应用。