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胶黏陶瓷涂层由于固化温度低、施工简易、成本低等优点在大型生产设备材料保护领域得到广泛应用。然而目前胶黏陶瓷涂层服役寿命仍受到氧化石墨烯等增强材料与涂层界面结合强度弱,腐蚀和磨损严重及涂层基体界面结合强度低等主要问题影响。本论文采用金属氧化物杂化处理氧化石墨烯和碳纳米管,研究上述杂化碳纳米材料对陶瓷涂层耐腐蚀性能和摩擦学性能的影响规律,为增强陶瓷涂层服役寿命提供重要的试验和理论依据。（1）合成纳米氧化铝杂化氧化石墨烯（GO-Al2O3）,采用XRD、FT-IR、SEM和TEM等分析手段对GO-Al2O3进行物相成分及微观结构表征。研究结果表明,杂化处理后,氧化石墨烯层间距离增大,但是其层状结构并未破坏,氧化铝均匀分布在氧化石墨烯表面,没有出现团簇现象;采用溶胶法合成氧化锌杂化碳纳米管（MWCNTs-ZnO）。TEM结果可以清晰看到ZnO和MWCNTs的结合界面,而且ZnO分布在MWCNTs的表面,未出现严重的团簇现象。（2）GO-Al2O3和MWCNTs-ZnO作为功能性添加剂加入到陶瓷涂层中。XRD、DSC和SEM等分析结果表明,涂层结构没有出现新的特征峰,说明杂化后的碳材料并未参与涂层的固化反应。此外,通过表面金属氧化物和胶黏剂的反应,杂化碳材料和陶瓷基质结合在一起,形成较为致密的涂层结构,导致涂层显示出较高的硬度值和较低的粗糙度。（3）电化学试验结果表明,添加GO-Al2O3可以有效地提高陶瓷涂层的耐腐蚀性能。随着GO-Al2O3含量的增加,涂层的耐腐蚀效率也不断提高。添加GO-Al2O3可以使陶瓷涂层变得更加致密,减少裂纹和孔洞等缺陷。通过观察腐蚀后涂层断面结构发现,GO-Al2O3呈现片状结构,在裂纹扩展路径上,可以起到很好的物理屏障作用,裂纹无法击穿GO-Al2O3,从而被迫中止或者改变方向,消耗一定的断裂能;而且,当裂纹遇到GO-Al2O3和陶瓷基质结合较弱的地方,裂纹将从GO-Al2O3和涂层基质结合界面发生断裂现象,从而消耗更多的断裂能,裂纹扩展受到进一步的阻断或被迫改变方向。（4）电化学试验结果表明,随着MWCNTs-ZnO含量的不断增加,胶黏陶瓷涂层的耐腐蚀性不断提高。通过对腐蚀过后涂层内部结构分析,腐蚀介质（H2O,O2和Cl-等）在陶瓷涂层内部扩散时,裂纹无法击穿MWCNTs-ZnO,扩展方向被迫改变。当裂纹沿着MWCNTs-ZnO和涂层基质结合面扩展时,MWCNTs-ZnO和涂层基质结合强度较低的地方,容易发生裂纹的扩展,但是会消耗更多的断裂能,使得其扩散途径变的更加曲折,腐蚀介质与基体的接触变得更加困难。而且,MWCNTs-ZnO在裂纹处起到桥接作用,进一步抑制裂纹的扩展。（5）摩擦学试验表明,添加GO-Al2O3可以有效地降低陶瓷涂层的摩擦系数及磨损率。EDS结果表明,磨痕表面的碳含量相对于非磨痕表面显著增加,磨痕表面形成碳材料润滑膜;通过对对磨小球形貌分析发现,添加GO-Al2O3的陶瓷涂层对磨小球的磨痕表面光滑,没有出现明显的犁沟现象。同时,建立GO-Al2O3增强陶瓷涂层的摩擦学影响机制:摩擦磨损过程中,GO-Al2O3可以在摩擦表面形成碳润滑膜,涂层的摩擦系数有所降低,减小了涂层和对磨小球之间的切向阻力,光滑的对磨表面降低了磨损表面上的粗糙峰压力,从而降低涂层的磨损率;而且,GO-Al2O3增加了涂层基质间的结合强度,减少了颗粒被拉出的现象,使得涂层基质很难被剥落,从而降低涂层的磨损率。（6）添加MWCNTs-Zn O可以有效地降低陶瓷涂层的摩擦系数及磨损率。对磨小球白光分析发现,当涂层中添加MWCNTs-ZnO,对磨小球磨损面积减小,磨损量降低。并且阐明MWCNTs-ZnO增强陶瓷涂层的摩擦学影响机制:MWCNTs-ZnO降低涂层表面粗糙度,MWCNTs-ZnO在摩擦磨损过程中被挤压出来,吸附在对磨表面形成光滑的磨痕,减小涂层与对磨小球的剪切强度,从而降低涂层的磨损率;而且通过桥接等作用,增加涂层基质间的结合强度,降低涂层因摩擦磨损而剥落的可能,进一步降低涂层的磨损率。（7）涂层系统引入过渡层,可以明显地减小涂层系统的最大Mises应力。随着过渡层弹性模量的增加,涂层/过渡层界面的应力突变减小,而过渡层/基体界面的应力突变增大。在相同的载荷下,涂层体系的有效弹性模量和硬度随着过渡层屈服强度的增加而增加。而且,涂层系统的有效弹性模量和硬度随着载荷的增加而降低。针对过渡层可优化涂层应力分布的结果,引入梯度结构涂层。研究结果表明,梯度涂层内部应力分布没有出现明显的突变现象,而且涂层与基体界面的应力突变较小。增大弹性模量的梯度值可以有效减少涂层塑性应变,而且可以降低涂层-基体界面间的应力突变,但是过大的梯度值将导致基体出现较大的塑性变形。载荷较小时,屈服强度梯度值对涂层应力没有影响。载荷较大时,随着屈服强度梯度值增加,涂层系统的塑性变形增加。