随着海洋产业的飞速发展,海洋材料面临的污损、腐蚀、空蚀等问题已经受到国内外学者的广泛关注。表面工程技术是解决上述问题的关键。目前用于海洋防腐防污耐空蚀的方法主要包括涂料、放电等离子体烧结、激光熔覆、等离子转移弧堆焊和热喷涂技术等。尤其是热喷涂技术中的超音速火焰喷涂因能够制备出较高硬度,高结合强度,结构较为致密的涂层而得到广泛研究和应用。海洋环境中富含氯离子,它会首先破坏金属材料钝化膜,然后渗透进入其内部,通过腐蚀金属晶格改变材料表面性质。污损的发生是由于海洋环境中多糖/蛋白、细菌、藻类等海洋有机物和生物通过在材料表面贴附,经过时间累积,形成条件膜和生物膜,改变材料的性能。空蚀是由于液体中的气体在压力作用下形核、生长、溃灭造成的材料塑性变形和脆性断裂并最终引起材料表面去除的一种现象。而海洋材料失效往往是上述因素双重作用或多重因素作用的结果,如污损-腐蚀、腐蚀-空蚀之间的交互作用。因此我们迫切需要知道材料在海洋环境中污损-腐蚀,腐蚀-空蚀之间的交互作用行为,进而对提高材料的防污防腐耐空蚀性能提供建设性意见,延长材料的使用寿命。本课题的研究对象包括超音速火焰喷涂制备的Fe₅₃Cr₁₉Zr₇Mo₂C₁₈Si非晶/纳米晶涂层、WC-10Co4Cr涂层、Co-based涂层、WC-10Co4Cr/Co基复合涂层和电弧喷涂铝涂层。铁基非晶/纳米晶涂层的优势为优异的耐蚀、耐磨性能,强度高,材料加工成本低,所以在本文将以将其为研究对象,探究腐蚀对于污损的影响;以电弧喷涂Al涂层为研究对象,研究污损对腐蚀的影响;以铁基非晶/纳米晶涂层、WC-10Co4Cr涂层、钴基涂层、WC-10Co4Cr/Co基涂层为研究对象,研究腐蚀对空蚀行为的影响;以WC-10Co4Cr涂层为研究对象,研究空蚀对腐蚀的影响。对涂层的物相成分、组织形貌进行分析表征,研究涂层的污损-腐蚀,腐蚀-空蚀交互作用行为。在腐蚀对污损行为影响研究过程中,对铁基非晶/纳米晶涂层在750℃时进行热处理,并且将其作为对照样品。结果表明,未处理过的原喷涂涂层具有优异的耐腐蚀性能并且可降低三角褐指藻附着;而热处理涂层表现出较差的耐蚀性能,但显著抑制了三角褐指藻的贴附。在污损对腐蚀行为影响研究过程中,通过观察电弧喷涂铝涂层和不锈钢基体表面小球藻的附着情况。结果发现,表面粗糙度越大,越能够促进小球藻的贴附;随着时间增加,生物膜最终形成,而均质的生物膜对涂层的耐蚀性能起到了加强作用。在腐蚀对空蚀行为影响研究过程中,通过在去离子水、人工海水中分别对涂层样品进行实验,并且以基体316L不锈钢作为对照样品。结果表明,对于不锈钢,WC-10Co4Cr涂层和钴基涂层,腐蚀对空蚀的影响最为显著,但对WC-10Co4Cr/Co基复合涂层和铁基非晶/纳米晶涂层的影响可忽略不计。并且WC-10Co4Cr涂层在去离子水、人工海水中均具有最优的耐空蚀性能。在空蚀对腐蚀行为影响研究过程中,选择环氧树脂封孔的WC-10Co4Cr涂层作为研究对象,以316L不锈钢和未封孔的WC-10Co4Cr涂层作为对照样品,并建立空蚀-腐蚀平台,对其分别进行空蚀存在和没有空蚀条件下开路电位测试、极化曲线及阻抗谱测试。结果表明,前期空蚀对腐蚀具有抑制作用。