如何有效地改善金属陶瓷涂层的微观组织结构

金属陶瓷是由金属或合金与一种或多种陶瓷相所组成的非均质的复合材料。金属陶瓷既保持了陶瓷材料的高硬度、耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化性和化学稳定特性，又具备金属材料的高强度、高韧性和较高的导热、导电性，是一种性能优异的工程材料。

图（1）金属陶瓷粉末喷涂耐磨涂层的原材料

在金属表面制备金属陶瓷涂层，节省材料、工艺简单、成本低廉，具有良好的应用价值。金属陶瓷涂层的微观组织由金属粘结相和陶瓷颗粒硬质相组成，以碳化物陶瓷芯及外围包覆的碳化物固溶体（环形相）陶瓷颗粒作为硬质相，以镍、钼合金及其它合金做为粘结相来提高材料的结构性能，综合了金属材料和陶瓷材料两者的优点，广泛应用于航天航空、冶金、切削刀具、模具、生物医学等领域。

图（2）正在喷涂金属陶瓷涂层

制备金属陶瓷涂层存在的主要问题是涂层的强度、硬度、耐磨性能需要进一步提高，涂层材料与基体材料的结合强度不高，两者的膨胀系数、热导率差别较大，容易造成热应力集中，导致涂层开裂、剥落。稀土对金属陶瓷涂层微观组织具有改性作用，添加适量的稀土元素可以有效地改善金属陶瓷涂层的微观组织结构，提高涂层材料的强度，硬度和耐磨性能，增强涂层与基体的结合强度，从而提高金属陶瓷涂层的使用性能。稀土改性技术在热喷涂、复合电镀、激光表面熔覆等金属陶瓷涂层制备工艺中已经得到了广泛的研究应用，获得了一定的经济效益。本文就稀土对金属陶瓷涂层微观组织的改性作用研究现状以及应用进展作一综述。