近年来,热喷涂技术在航空航天、核能、机械制造和火力发电等领域的应用越来越广泛,随着热喷涂领域技术的进步及应用领域的不断开拓,对于热喷涂材料的性能要求越来越高,尤其是涂层的抗高温氧化与耐腐蚀性能。在众多高温涂层材料中,Cr₃C₂-NiCr涂层具有良好的抗高温氧化和耐高温腐蚀性能,能满足大多数高温工况下的使用需求,但在较恶劣环境下（如锅炉四管、垃圾焚烧炉等）常发生氧化、磨损和腐蚀等损伤,从而缩短涂层的使用寿命。CeO₂是一种高熔点、高活性的稀土氧化物,对Cr₃C₂-NiCr涂层采用CeO₂掺杂有望成为提高其高温性能的有效途径。本文采用活性燃烧高速燃气喷涂（AC-HVAF）技术在T91钢基体表面制备了掺杂纳米CeO₂含量分别为0、2、4、6、8 wt.%的Cr₃C₂-NiCr涂层,以孔隙率和显微硬度为重要参数指标,采用正交试验获得了最佳喷涂工艺参数;利用XRD、SEM等分析检测手段对涂层与Cr₃C₂-NiCr系列粉末的结构与组织进行分析;探究了不同掺杂含量的纳米CeO₂对Cr₃C₂-NiCr涂层组织结构和基本力学性能的影响;并重点研究了纳米CeO₂对常温下Cr₃C₂-NiCr涂层摩擦磨损、耐3.5wt.%NaCl溶液腐蚀及抗高温氧化及腐蚀性能。论文的主要结论如下:（1）通过分析不同含量纳米CeO₂（0、2、4、6、8 wt.%）改性Cr₃C₂-NiCr涂层的形貌及组织结构和显微硬度、结合强度等基本力学性能的对比,初步探讨了不同含量纳米CeO₂对Cr₃C₂-NiCr涂层微观组织的影响及规律。结果表明:纳米CeO₂颗粒弥散分布于涂层之中,且能够细化组织结构,使涂层中的孔隙、氧化夹杂物及微裂纹等缺陷明显减少,涂层的平均硬度变大,结合强度也明显提高,其中以掺杂4 wt.%纳米CeO₂对Cr₃C₂-NiCr涂层的改性作用最显著。（2）采用正交试验对活性燃烧高速燃气喷涂技术对掺杂CeO₂含量为4 wt.%的Cr₃C₂-NiCr涂层进行工艺优化,综合影响孔隙率和硬度大小的因素依次为:燃料Ⅰ压力>送粉率>喷涂距离>燃料Ⅱ压力,优化后的最佳工艺参数为:送粉率20%,燃料Ⅰ压力为117 psi,燃料Ⅱ压力为108 psi,喷涂距离为320 mm。此时涂层的孔隙率为0.57%,硬度为1239.15 HV_0.3。（3）纳米CeO₂的加入能够明显改善涂层常温下的耐磨性能。其中W3涂层的摩擦系数为0.435,磨损率为6.52 mm³/N·m,磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损;而W1涂层的摩擦系数为0.542,磨损率为15.87 mm³/N·m,磨损机制为磨粒磨损加轻微的氧化磨损。这是由于纳米CeO₂的加入能够细化Cr₃C₂-NiCr涂层组织结构,提高涂层显微硬度和致密度而引起的。（4）纳米CeO₂的加入能够明显改善涂层常温下的耐磨性能。当加入4 wt.%纳米CeO₂时,涂层的自腐蚀电流为0.354μA·cm^-2,自腐蚀电位为-191.23 mV,腐蚀机制为点腐蚀,腐蚀坑深度浅且数量少;Cr₃C₂-NiCr涂层的自腐蚀电流为3.014μA·cm^-2,自腐蚀电位为-301.40 mV,基体T91钢的自腐蚀电流为6.051μA·cm^-2,自腐蚀电位为-434.80 mV。结果表明:纳米CeO₂的加入能够明显减少涂层中的孔隙、氧化夹杂物、熔化和未熔化颗粒及微裂纹,从而减少了腐蚀液进入涂层的通道。（5）800°C×100 h高温循环氧化后,4 wt.%CeO₂改性之后的Cr₃C₂-NiCr涂层的氧化增重为0.704 mg·cm^-2,原始的Cr₃C₂-NiCr涂层的氧化增重为0.762mg·cm^-2。结果表明:纳米CeO₂的加入有利减缓金属元素的氧化速率,生成致密的Cr₃O₂和NiCr₂O₄尖晶石氧化膜,从而提高涂层的抗高温氧化能力。（6）4 wt.%CeO₂改性之后的Cr₃C₂-NiCr涂层在800°C的Na₂SO₄-25 wt.%NaCl显示出良好的耐高温腐蚀能力,高温腐蚀下生成的氧化物薄膜连续且致密,颗粒较小,腐蚀产物呈明显的层状分布。结果表明:纳米CeO₂在高温下分解出来的Ce元素能够与S元素生成CeS钉扎在晶界处从而固定S元素,减慢腐蚀速率。