碳钢的价格低廉,加工工艺性能良好,使用经验丰富,是目前使用广泛的结构材料。所以,对碳钢的表面防护仍然是研究的热点。目前,采用在碳钢表面添加涂层的方法来进行防腐。作为经典的热障涂层材料,8YSZ在柴油机和燃气轮机方面表现出良好的热力学性能。但是,对于8YSZ涂层在海洋环境下对碳钢的腐蚀防护研究很少。本文主要目的是将8YSZ陶瓷涂层应用于碳钢表面,研究其在海水中的防腐性能。本实验采用大气等离子喷涂的方法在碳钢表面制备厚度250μm的8YSZ涂层。为了研究粘结层对涂层的影响,还制备了具有100μm粘结层的涂层。用XRD对涂层表面进行物相分析,用SEM结合能谱分析对试样的表面形貌及截面结构进行分析,使用XPS对腐蚀产物进行定性分析。用无损检测手段——电化学阻抗谱对海水浸泡下试样的腐蚀行为进行了实时监测,研究了浸泡过程中涂层的表面粗糙度、显微硬度、结合强度等性能变化。8YSZ涂层及粘结层都是以层状铺展在基底的表面。涂层表面比较粗糙且存在微裂纹,涂层内部存在孔隙,这种结构使得电解质溶液与氧气能够穿过涂层而到达基底表面。在浸泡过程中,由于生产了腐蚀产物,表面陶瓷层8YSZ的粗糙度增大,试样内部的结合强度减小。对于有粘结层的试样,在碳钢基底与粘结层之间、8YSZ涂层表面已经涂层内部都观察到了腐蚀产物,其呈疏松的片状结构,主要成分是γ-FeOOH。电化学阻抗谱测试及等效电路拟合结果显示:无粘结层的试样,表现出2个时间常数,在浸泡后期,在电极附近出现了由扩散引起的Warburg阻抗。而对于有粘结层的涂层,其交流阻抗谱在浸泡初期具有3个时间常数,浸泡后期由于在碳钢表面生成了一层腐蚀产物,出现了1个新的时间常数。随着浸泡时间的延长,腐蚀产物增多,涂层性能降低。研究结果表明,即使浸泡了100天(d),都没有观察到涂层与基底的剥落,说明碳钢基底制备的热障涂层具有良好的保护性能。