一、铝稀土涂层的微观组织
图2a是铝稀土涂层盐雾试验前的表面形貌。涂层表面凹凸不平，熔融粒子撞击涂层后发生扁平化变形，大部分铺展在涂层的表面，涂层由熔融粒子相互“搭接”而形成。同时由于这种不完全的“搭接”也形成了孔隙。铝稀土涂层喷涂态的截面形貌如图2b所示。涂层的平均厚度为200μm，与基体在界面处呈现出机械嵌合的特征，结合良好。喷涂粒子熔化充分，部分熔融粒子流入到基体喷砂后形成的通道内部。涂层均匀、致密，仅有少量孔隙存在。由此可见自动化高速电弧喷涂能够获得均匀、致密、结合良好的涂层。致密的涂层对于延缓氯离子的渗透，提高涂层的耐蚀性有重要的作用。
二、铝稀土涂层在盐雾试验中的腐蚀机制
Al-RE涂层在盐雾试验中表面由腐蚀前的银白色逐渐变为暗黑色，继而透红。盐雾试验240 h涂层的表面形貌如图3a所示。可以看到在视野中央有一明显的点蚀坑，直径约100µm。其周围的钝化膜已经发生了破碎，并在破碎处形成了大小不等的裂纹，腐蚀介质沿着这些裂纹和孔隙向钝化膜下的涂层渗透侵蚀。由于铝对氯离子较敏感，其活化电位达–736 mV，在“闭塞电池”的作用下容易发生点蚀和缝隙腐蚀，这些小的局部腐蚀区随后合并长大成为大点蚀坑，从而形成稳态点蚀。涂层腐蚀后的截面SEM照片如图3b所示。图中A区为涂层。从图中明显可以看到剥落的涂层颗粒和留下的剥落坑，说明腐蚀后钝化膜剥落是涂层的失效机制之一。此外，对比涂层腐蚀前后的截面SEM照片能够发现，涂层中的孔隙和微裂纹等缺陷较腐蚀前大大增加，这些薄弱部位给腐蚀介质提供了渗透的通道，使涂层更容易遭受腐蚀。分析认为铝稀土涂层的失效机制可能是由点蚀破坏和钝化膜剥落共同导致。
Al-RE涂层盐雾试验240 h后的XRD图谱如图4所示。涂层表面主要由Al和Al(OH)3构成，这与孙建波的研究相一致。由于Al(OH)3不溶于NaCl水溶液，涂层表面腐蚀产物的附着有利于提高涂层的密闭性。


 
 
三、铝稀土涂层的电化学噪声谱
图5是Al-RE涂层盐雾试验不同腐蚀时间的电化学噪声时域图。盐雾试验开始前，Al-RE涂层电位噪声波动的幅值较大，并逐渐向负方向漂移，电流噪声经历了减小—增大—减小的反复过程。电位的随机变化与Al-RE涂层在自然环境中生成钝化膜的溶解与修复有关，试样表面的钝化膜处于溶解与重新形成的动态平衡状态，使得电位和电流噪声出现反复振动。腐蚀72 h，Al-RE涂层的电位发生负移，说明钝化膜的保护作用下降。时域图中电位噪声的振动频率加快并继续向负方向漂移，暗示着钝化膜破坏与修复的速度逐渐加快，每一次电位下降对应一次钝化膜的破裂，随后的电位回复对应于再钝化过程。此时涂层处于由钝化态向亚稳态点蚀的过渡期。而电流噪声逐渐减小，这是由于涂层表面仍然覆盖着较为致密的钝化膜，使得腐蚀电流较小。
腐蚀120 h，Al-RE涂层的电位负移，说明钝化膜的保护作用继续下降。而电位噪声的波动峰值与腐蚀72 h相比开始减小，在600 s时电位、电流噪声开始向正向漂移，标志着涂层的钝化膜经历了一定时间的破坏后在表面已经形成稳态点蚀。盐雾试验240 h，Al-RE涂层的电流电位噪声与开始阶段明显不同，电流、电位噪声转变为向正方向漂移，表明此时亚稳态点蚀部位已经不能再钝化，钝化膜遭到严重破坏，涂层暴露于腐蚀介质并进入快速腐蚀期。根据电化学噪声谱随腐蚀时间的变化规律，可以推断出Al-RE涂层在氯粒子环境下，其钝化膜经历了亚稳态点蚀—再钝化—破坏的过程。Al-RE涂层的主要成分是铝，氧化致钝是其耐蚀机理。在氧供应充足的条件下，表面形成的钝化膜为涂层提供保护。由于钝化膜带有负电荷，与金属表面能够形成类似双电荷的特征，电子从金属表面向钝化膜内部扩散是膜生长的控制因素，钝化膜的生长速度与膜厚成反比，氧是维持膜生长的因素之一，氧向膜内扩散需要穿过致密的膜层，膜越厚，扩散越难以进行。
添加微量的稀土元素可以使钝化膜结构发生变化，厚度增加，涂层的耐蚀性也得到提高。在腐蚀介质中，喷涂后的涂层由于表面凹凸不平，腐蚀介质首先滞留在凹陷部位并逐渐富集，涂层的腐蚀可能首先从这里开始。因为涂层不可避免存在缺陷（如微裂纹、孔隙、杂质等），侵蚀性的氯离子吸附在这些缺陷或者涂层较薄弱的部位上，引起局部腐蚀。又由于形成的腐蚀产物Al(OH)3不溶于NaCl水溶液，对腐蚀介质起到了屏蔽作用，腐蚀部位在空气中重新氧化成膜而减弱腐蚀，即再钝化的过程。腐蚀与再钝化是一个动态的过程，达到平衡时，涂层进入了腐蚀抑制期。随腐蚀时间的延长，涂层中的孔隙和微裂纹越来越多，这可以从图3b观察到，时间更长甚至可能出现贯穿型孔隙，使得涂层接触腐蚀介质的机会大大增加，加之表层因颗粒剥落形成的剥落坑，破坏了钝化膜的完整性，均使腐蚀速率增大，达到一定程度后，腐蚀—再钝化的平衡被打破，涂层即进入腐蚀加速期，从而使涂层快速破坏。http://www.zhsysb.com