Ved brug af laserbeklædningsteknologi at forberede overfladeforstærkende belægninger er en af ​​de vigtige måder at forbedre materialernes serviceydelse på. Det vil sige, i henhold til servicemiljøkravene kan belægningssammensætningen og organisationsstrukturen justeres ved at ændre beklædningsprocessen og derved forbedre dens ydeevne og forlænge levetiden af ​​delene. I de senere år har doping af sjældne jordarters grundstoffer i belægninger været et af forsknings-hotspots inden for laserbeklædning. Sjældne jordarters elementer har en speciel elektronisk struktur, der kan rense legeringsopløsninger og forfine korn; passende tilsætning af sjældne jordarters elementer kan effektivt reducere fortyndingshastigheden, forfine kornene i beklædningslaget, reducere porøsiteten og lindre resterende termisk stress, og derved reducere belægningens revnefølsomhed. Derfor har belægninger med tilføjede sjældne jordarters elementer bedre styrke, sejhed, korrosionsbestandighed og slidstyrke. Design af metalbaserede belægninger indeholdende forskellige typer (komponenter) af sjældne jordarters elementer og kombination af dem med passende laserbeklædningsparametre forventes at blive et ideelt middel til overfladeforstærkning af mekanisk udstyr og nøglekomponenter i ekstreme miljøer. Med udgangspunkt i en opsummering af virkningerne af tre almindeligt anvendte sjældne jordarters oxider (lanthanoxid, ceriumoxid og yttriumoxid), gennemgår denne artikel forskningen i sjældne jordarters indflydelse på mikrostrukturen og egenskaberne af metalbaserede belægninger og udsigterne for problemer, der skal løses inden for overfladeteknik og fremtidige udviklingsretninger.

Slid og korrosion er to hovedformer for materialefejl. En tredjedel af verdens energitab og 70 % til 80 % af fejlene i elektromekanisk udstyr er forårsaget af forskellige former for slidsvigt, som forårsager enorme økonomiske tab. I modsætning til generelle mekaniske egenskaber og fysiske egenskaber er slidstyrke ikke en iboende egenskab ved materialet, men påvirkes af flere faktorer såsom kontaktforhold, arbejdsforhold, miljø og medium. Det er en systemegenskab. Materialets slidsvigt starter fra overfladen, så overfladens ydeevne er nøglen til at bestemme materialets slidstyrke. Korrosionssvigt fører ikke kun til et enormt spild af energi og ressourcer (ifølge statistikker udgør de økonomiske tab forårsaget af korrosion hvert år 3 % af det globale BNP), men forårsager også let miljøforurening og ulykkesfarer, der alvorligt påvirker menneskers liv og endda truende livssikkerhed. I lighed med slidsvigt starter alle korrosionsfejl fra materialets overfladebeskadigelse.

Derfor, for at forbedre slidstyrken og korrosionsbestandigheden af ​​materialeoverfladen, er det meget vigtigt at vælge en rimelig overflademodifikationsmetode. Overflademodifikationsteknologi refererer til en teknologi, der bruger en bestemt proces til at få materialets overflade til at opnå en anden organisatorisk struktur og ydeevne fra dets basismateriale. I henhold til forskellige proceskarakteristika kan overflademodifikationsteknologi opdeles i tre kategorier: overfladevævstransformationsteknologi, overfladelegeringsteknologi og overfladebelægningsteknologi.
1) Overfladevævstransformationsteknologi forbedrer materialeegenskaber ved at ændre overfladevævets strukturkarakteristika eller spændingstilstand, såsom laseroverfladehærdning og udglødningsteknologi, samt overfladebearbejdningshærdningsteknologier såsom shot pening og rolling.
2) Overfladelegeringsteknologi bruger hovedsageligt fremmede materialer til at blande med substratet for at danne et overfladelegeringslag, der er forskelligt fra både substratet og det tilføjede materiale, såsom termisk diffusionsteknologi, ionimplantationsteknologi og laseroverfladelegeringsteknologi.
3) Overfladebelægningsteknologi optimerer hovedsageligt overfladens ydeevne ved at tilføje en ekstern belægning eller plettering. Substratet deltager ikke eller deltager sjældent i coatingens reaktion og bidrager kun lidt til coatingsammensætningen. Generelle overfladebelægningsteknologier omfatter dampudfældning, kemisk opløsningsudfældning, laserbeklædning, termisk sprøjtning og spray (stabel) svejseteknologi. Da overfladebelægningsteknologi kan vælge eller designe overfladebelægningssammensætningen og kontrollere overfladens ydeevne i overensstemmelse med formålet med mekanisk udstyr, er dens anvendelsesområde meget bredt.
Sammenlignet med overfladebelægningsteknologier såsom magnetronforstøvning og -sprøjtning har laserbeklædningsteknologi følgende væsentlige fordele.
1) Høj metallurgisk bindingsstyrke. Højenergilaserstrålen smelter øjeblikkeligt og fuldstændigt det forudindstillede (eller transporteres synkront med laserstrålen) råmaterialepulver og danner et metallurgisk bundet tæt beklædningslag med substratoverfladen, der størkner hurtigt efter mikrosmeltning, hvilket hurtigt opnår ydeevneforbedring af underlagets overflade.
2) Lav varmetilførsel og stærkt reduceret termisk deformation. Sammenlignet med lysbuebeklædning reduceres varmetilførslen af ​​laserbeklædning kraftigt, og den termiske deformation af substratet reduceres betydeligt. Derfor kan tyndvæggede dele, der ikke kan beklædes eller svejses med lysbue, beklædes med laserbeklædning.
3) Lav belægningsfortyndingshastighed. Ved at justere procesparametrene og kombinere egenskaberne ved lav varmetilførsel kan der opnås et beklædningslag med en lav fortyndingshastighed, hvilket yderligere forbedrer den metallurgiske bindingsstyrke, slidstyrke og korrosionsbestandighed.
4) Hurtig afkølingshastighed. På grund af den hurtige størkningshastighed er det let at opnå finkornet struktur eller fasestruktur, der ikke kan opnås i ligevægtstilstand (såsom amorf tilstand osv.).
5) Der er næsten ingen begrænsning på udvælgelsen af ​​pulvere, især ved fremstilling af højsmeltende legeringsbelægninger på overfladen af ​​metaller med lavt smeltepunkt eller tilføjelse af forstærkningsfaser til beklædningslaget, slidstyrken, korrosionsbestandigheden og udmattelsesbestandigheden af ​​substratet overfladen kan forbedres i varierende grad for at opfylde brugskravene under forskellige komplekse arbejdsforhold.

Selvom fordelene ved laserbeklædningsteknologi er indlysende, er det på grund af dens hurtige afkølingshastighed let at forårsage komponentadskillelse i beklædningslaget. Derudover kan misforholdet mellem termiske ekspansionskoefficienter mellem underlaget og beklædningslagsmaterialet nemt frembringe store resterende termiske spændinger, inducere revner i beklædningslaget og forårsage beskadigelse af dele. Ovenstående faktorer er blevet en teknisk flaskehals, der begrænser anvendelsen af ​​laserbeklædning i stor skala. Sjældne jordarters elementer har en speciel elektronisk struktur, der kan forfine korn, rense legeringssmelter og forbedre legeringsstyrke og korrosionsbestandighed. Undersøgelser har vist, at passende tilsætning af sjældne jordarters elementer til pulver effektivt kan fremme homogeniseringen af ​​beklædningslaget, lindre resterende termisk spænding og dermed reducere belægningens revnefølsomhed. Derfor fokuserer dette papir på effekten af ​​at tilføje tre sjældne jordarters oxider, lanthanoxid, ceriumoxid og yttriumoxid, til laserbeklædningslaget på belægningsstrukturen og ydeevnen for at fremstille et belægningsmateriale, der fungerer godt under interaktion af korrosion og slid i ekstreme miljøer.

2 Effekt af sjældne jordarters elementer på belægningens mikrostruktur og formningskvalitet
Modifikationseffekten af ​​sjældne jordarters elementer på belægningsstrukturen kommer hovedsageligt til udtryk i kornforfining, organisationsrensning og reduktion af fortyndingshastigheden, hvorved belægningens formningskvalitet effektivt forbedres og formålet med at forbedre belægningens serviceydelse opnås.

2.1 Kornforfining
Kornforfining kan øge korngrænsearealet og dislokationstætheden og derved opnå formålet med at forbedre materialets styrke og hårdhed. Virkningen af ​​sjældne jordarters elementer i raffinering af korn kommer hovedsageligt til udtryk i følgende aspekter.
1) Sjældne jordarters grundstoffer har stærk kemisk aktivitet og grundstofaffinitet. Under påvirkning af laserstrålen nedbrydes nogle sjældne jordarters oxider, og de producerede sjældne jordarters grundstoffer er nemme at reagere med andre grundstoffer for at danne stabile forbindelser under krystallisationsprocessen, hvorved kernedannelsespunkterne i beklædningslaget øges og nukleationshastigheden forbedres. . ZHANG et al. fundet, at de yttriumholdige intermetalliske forbindelser dannet ved nedbrydning af Y2O3 i den smeltede pool kan øge kernedannelseshastigheden betydeligt og dermed forfine kornene (se figur 1a). Unedbrudte sjældne jordarters oxider kan tjene som ikke-spontane krystallisationskerner for at øge nukleationshastigheden og fremme kornforfining. CHEN et al. fundet, at nano-La2O3-partikler kan tjene som ikke-spontane kernedannelseskerner til at forfine kornene, som vist i figur 1b.
2) Sjældne jordarters grundstoffer adskilles ved korngrænserne, hvilket vil reducere drivkraften for kornvækst i belægningen og begrænse kornvæksten. Som vist i figur 1c, efter tilsætning af 1% Y2O3+Ce2O3 til belægningen, opnås formålet med at raffinere belægningens mikrostruktur gennem adskillelse af sjældne jordarters elementer ved korngrænserne.

2.2 Oprensning af organisation
Oprensningseffekten af ​​sjældne jordarters elementer kommer hovedsageligt til udtryk i følgende aspekter.
1) Forbedre fluiditeten af ​​den smeltede pool, fremskynde udslip af gassen, der genereres af reaktionen, og reducer defekter såsom løs belægningsorganisation og porer. Som vist i figur 2a kan tilsætningen af ​​CeO2 ikke kun forbedre overfladeglatheden af ​​belægningen, men også effektivt reducere belægningens porøsitet. GAO et al. tilsat en passende mængde sjældne jordarters La2O3 (massefraktion 1.6%) til den nikkelbaserede belægning, hvilket fremmede fluiditeten af ​​den smeltede pool, øgede gasudsliphastigheden og den organisatoriske ensartethed i den smeltede pool og i høj grad reducerede indholdet af urenheder elementer i belægningen.
2) Sjældne jordarters grundstoffer kan generere forbindelser med højt smeltepunkt med urenhedselementer som S, Si og N, hvilket reducerer skadelige indeslutninger i belægningen. Som WANG et al. fundet, var urenhederne i belægningen med sjældne jordarters tilsætning signifikant mindre end urenhederne i belægningen med sjældne jordarters tilsætning (se figur 2b).
3) Sjældne jordarters elementer kan forbedre formen og fordelingen af ​​indeslutninger i belægningsstrukturen og reducere skaden af ​​indeslutninger på belægningens ydeevne. Som vist i figur 2c, efter tilsætning af La2O3, blev indeslutningerne spredt, partikelstørrelsen blev reduceret, og formen ændrede sig fra den oprindelige polygon til en cirkel eller ellipse.

2.3 Reducer fortyndingshastigheden
Ifølge forskning fra LUO et al., kan fortyndingshastigheden η udtrykkes ved formel (1), det vil sige η=A2/(A2+A1) (1)
Hvor A1 er tværsnitsarealet af beklædningslaget (m㎡); A2 er tværsnitsarealet af det smeltede substrat (m㎡).

Under laserbeklædningsprocessen, for at gøre den kemiske sammensætning af belægningen og det originale beklædningspulver i størst muligt omfang ens, give fuldt spil til beklædningspulverets oprindelige beskyttende funktion og reducere påvirkningen af ​​substratet på belægningsydelse, er det normalt nødvendigt at reducere fortyndingshastigheden så meget som muligt under forudsætning af at sikre en god metallurgisk binding mellem belægningen og substratet. Sjældne jordarters elementer kan øge belægningsmaterialets smeltende latente varme, forkorte størkningstiden og svække elementernes diffusion og bevægelse, reducere fortyndingseffekten af ​​substratet på belægningen og opretholde belægningsmaterialets sammensætning og ydeevne.
CUI et al. tilsat 0-4 % (massefraktion) CeO2 til beklædningspulveret for at undersøge effekten af ​​tilsætning af sjældne jordarters grundstoffer på fortyndingshastigheden. Som vist i figur 3 kan en passende mængde sjældne jordarters grundstoffer (se figur 3d, 3 % CeO2) minimere belægningens fortyndingshastighed. Forskningen af ​​LI et al. viser også, at under laserbeklædningsprocessen kan CeO2-partikler absorbere en stor mængde energi fra laserstrålen, forkorte eksistenstiden for det smeltede bassin og øge graden af ​​underafkøling, og derved hæmme diffusionen af ​​partikler i det smeltede bassin til et vist omfang og reducerer fortyndingshastigheden af ​​substratet til belægningskomponenterne.

2.4 Forbedring af kvaliteten af ​​belægningsdannelse
Defekter som høj porøsitet og revner vil i høj grad påvirke kvaliteten og de mekaniske egenskaber af laserbeklædningsbelægninger. Hvis belægningspulveret er fugtigt, oxideret eller gennemgår en oxidationsreaktion ved høj temperatur før beklædning, er det meget let at producere gas og forårsage poredefekter; substratet og beklædningslagsmaterialet har forskellige fysiske egenskaber såsom forskellige smeltepunkter, og den hurtige opvarmning og bratkøling af højdensitetslasere er let at producere store resterende termiske spændinger, hvilket inducerer revner i beklædningslaget og forårsager beskadigelse af dele. Tilføjelsen af ​​sjældne jordarters elementer kan forbedre varmevekslingsprocessen i den smeltede pool. Det er let at reagere med skadelige grundstoffer som O, C og Si, som kan reducere porer og urenheder i belægningen og afhjælpe spændingskoncentrationen og derved forbedre belægningens formningskvalitet.

SHU et al. mener, at det sjældne jordarter Ce har tilstrækkelig fugtbarhed i smeltebassinet, og dets ekstremt aktive egenskaber gør det meget let at migrere i smeltebassinet. Derudover kan Ce, som et typisk overfladeaktivt middel, i høj grad reducere overfladespændingen mellem komponenterne i den smeltede pool sammenlignet med W- og Ni-elementer i den smeltede pool, og derved reducere kontaktvinklen for hver komponent og forbedre fugtigheden af ​​den faste væske. interface. Derfor kan en passende mængde sjældne jordarters elementer forbedre overfladekvaliteten af ​​beklædningslaget. CUI et al. fundet, at Ce har en tendens til at danne lavsmeltende forbindelser med elementer som O, Si og S, og nedbrydes til slagger under laseropvarmning. Slaggen flyder op i det smeltede bassin og fjerner gassen, som spiller en rolle i at rense korngrænsen og afhjælpe stresskoncentrationen. Derudover kan sjældne jordarters grundstoffer, som nævnt ovenfor, forfine kornene, og jo mindre kornstørrelsen i belægningen er, desto større er korngrænsearealet, og jo mere befordrende for reguleringen af ​​korngrænseforskydning og glidning. I dette tilfælde kan restspændingen i belægningen afhjælpes ved at justere korngrænsen. Figur 4 viser den mekanisme, hvorved CeO2 reducerer den resterende spænding af belægningen ved at raffinere kornene.

WANG et al. brugt 0-10% sjældne jordarters La 2O3, CeO2 og Y2O3 som tilsætningsstoffer til at studere effekten af ​​sjældne jordarters elementer på den makroskopiske kvalitet af belægningsoverfladen. Da de sammensatte belægninger, der indeholder tre forskellige sjældne jordarters grundstoffer, har de samme regler, bruges kun Y2O3 som eksempel til opsummering og diskussion. Som vist i figur 5a har Ni60-beklædningslaget uden Y2O3 dårlig fluiditet i smeltebassinet, langsom gasudslip og et stort antal porer og kløfter på belægningsoverfladen langs beklædningsretningen. Når Y2O3-indholdet er 0.5% og 2%, forbedres beklædningslagets makroskopiske morfologi væsentligt, men der sker stadig storskala-udskillelse. Dette skyldes, at indholdet af sjældne jordarter i beklædningslaget er lavt, hvilket fører til ujævn strømning af smeltebassinet under laserbehandling, hvilket påvirker udledningen af ​​elementer som B og Si i beklædningslaget. Når indholdet af sjældne jordarter stiger til 3% til 10%, forbedres formningskvaliteten af ​​beklædningslaget yderligere. Årsagen er, at den passende mængde sjældne jordarters elementer forbedrer konvektionen af ​​den smeltede pool, fremmer den ensartede fordeling af beklædningselementer i den smeltede pool, er befordrende for fjernelse af urenheder og gasser, og belægningsstrukturen er mere ensartet.

ZHANG et al. fandt, at for det første kan CeO2 forbedre absorptionshastigheden af ​​laserbestrålingsenergi, reducere den termiske ekspansionsforskel mellem belægningen og substratet og reducere tendensen til, at belægningen revner. For det andet tilsætning af CeO2
forbedrer absorptionshastigheden af ​​laserbestrålingsenergi (svarende til øget varmetilførsel), reducerer effektivt beklædningslagets afkølingshastighed og lindrer termisk stress; og CeO2 øger smelte- og størkningens latente varme af beklædningsmaterialet og indsnævrer størkningstemperaturområdet for den smeltede pool. Endelig kan CeO2 rense mikrostrukturen, reducere inklusionsindholdet og yderligere reducere tendensen til revnedannelse. Ved at kombinere ovenstående faktorer hæmmer tilsætningen af ​​CeO2 effektivt dannelsen af ​​belægningsrevner, som vist i figur 5b.

3 Effekt af sjældne jordarters grundstoffer på belægningers mekaniske egenskaber
De vigtigste virkninger af sjældne jordarters grundstoffer er: ①Fremme forekomsten af ​​fast opløsningsstyrkelse og dispersionsstyrkelse. ②Fremme udfældningen af ​​hårde faser og forbedre belægningens mikrohårdhed. ③ Reducer den gennemsnitlige friktionskraft, som bæres af mikroskopiske partikler og belægningens friktionsfaktor, og forbedre slidstyrken. ④ Fremme dannelsen af ​​en passiveringsfilm i belægningen under korrosion, reducere forekomsten af ​​pitting og lokal korrosion og forbedre belægningens korrosionsbestandighed.

3.1 Fast opløsning styrkelse og dispersionsstyrkelse
Forstærkning af fast opløsning refererer til gitterforvrængning af de opløste atomer opløst i den faste opløsning, hvilket øger modstanden mod dislokationsbevægelser og gør det vanskeligt at glide, og derved øger styrken og hårdheden af ​​den legerede faste opløsning. Dispersionsforstærkning refererer til metoden til at forbedre ydeevnen ved at tilføje hårde partikler til ensartede materialer. Sjældne jordarters grundstoffer er sædvanligvis koncentreret i dislokationer, korngrænser og fasegrænser i belægningsstrukturen, hvilket producerer mange forvrængningszoner, tiltrækker et stort antal C, B, Si og andre atomer for at udfylde gitterhullerne eller berige for at danne atomklynger, producerer fast opløsningsforstærkning og dispersionsforstærkning.

WANG et al. mener, at tilsætningen af ​​anden fase La2O3 fremmer spredningen af ​​partikler i belægningen. Under påvirkning af fast opløsningsstyrkelse og dispersionsstyrkelse forbedres belægningens mikrohårdhed væsentligt (se figur 6a). LIANG et al. fremstillet Ni60+Y2O3-belægning på Al-substrat, og den tilsvarende TEM er vist i figur 6b. Y2O3 fremmer dannelsen af ​​fast opløsning, såsom Al4Ni3, en fast opløsning af Cr, Fe, Si, C og Y i c2-positionen; og AlCr2, en fast opløsning af Ni, Fe, C og Y i c3-positionen. Al4Ni3 og AlCr2 har høj hårdhed og er dispergeret og indlejret i Al med god plasticitet, hvilket forbedrer de omfattende mekaniske egenskaber og spiller en god rolle i at beskytte underlaget.

3.2 Fremme udfældningen af ​​hårde faser såsom carbider og borider
Sjældne jordarters elementer kan ikke kun fremme udfældningen af ​​hårde faser såsom karbider og borider, øge beklædningslagets mikrohårdhed og reducere pløjning og vedhæftning; men også de fleste sjældne jordarters grundstoffer findes ved korngrænserne, hvilket kan øge modstanden mod revneudbredelse og reducere belægningsslid.

WAN et al. brugt Y2O3 til at modificere laserbeklædning Al-12Si belægning. Fra XRD-diffraktionsmønsteret (se figur 7a) kan det ses, at α-Mg- og Mg2Si-faser hovedsageligt dannes i den umodificerede belægning, ledsaget af en vis mængde
Al12Mg17 og Al3Mg2 sekundære faser. I den Y2O3-modificerede belægning dannes der udover Mg2Si-fasen og Al12Mg17-fasen også en ny hårdfase Al4MgY, som forbedrer belægningens slidstyrke og reducerer slidhastigheden. Derudover observeres ingen andre sekundære faser i belægningen, hvilket skyldes rensevirkningen af ​​sjældne jordarters elementer på smeltebassinet under beklædningsprocessen.

SHI et al. undersøgte belægningens fasesammensætning, elementfordeling og friktions- og slidegenskaber ved at tilsætte forskellige mængder nano-La2O3 til Ni60A/SiC kompositpulver. Som vist i figur 7b blev der dannet hårde andre faser såsom Cr7C3 og CrC i belægningen med La2O3 tilsat, hvilket fremmede forbedringen af ​​belægningens omfattende ydeevne.

3.3 Forbedring af belægningens friktionsevne
Som nævnt ovenfor kan tilføjelsen af ​​sjældne jordarters elementer ikke kun fremme raffineringen af ​​belægningsstrukturen, reducere defekter som porøsitet, indre spændinger og revner og forbedre belægningens formningskvalitet, men også styrke den gennem fast opløsningsforstærkning eller dispersionsstyrkende og inducerende hårdfaseudfældning. Derfor kan slidstyrken og korrosionsbestandigheden af ​​belægningen forbedres væsentligt.

LIU et al. markant forbedret mikrohårdheden af ​​SMA/La2O3-kompositbelægningen ved at tilføje forskellige mængder La2O3 til SMA-belægningen (formhukommelseslegering). Når tilsætningsmængden var 0.9%, nåede mikrohårdheden 450HV0.2, hvilket var 7% højere end substratets. Ifølge Hall-Petch-formlen, jo mindre kornstørrelse pr. volumenenhed, jo højere er korngrænsefladeenergien. På grund af det tilfældige arrangement af atomer har korngrænsen en højere dislokationstæthed, hvilket resulterer i dislokationssammenfiltring og en signifikant stigning i bevægelsesmodstand. Som det kan ses af den foregående artikel, har tilsætning af sjældne jordarters grundstoffer en væsentlig effekt af raffinering af korn, hvilket fremmer forbedringen af ​​mikrohårdheden af ​​den kompositbelægning.

XU et al. forberedte Ni-WC-belægninger med forskellige massefraktioner (3%, 6%, 9%) af La2O3 tilsat på overfladen af ​​S136 stålsubstrat. Undersøgelsen viste, at slidstyrken på 6 % La2O3 var den bedste, ikke kun COF var den laveste, men også slidhastigheden og slidvolumen var de mindste (se figur 8a-c). Tværtimod var slidstyrken på 9% La2O3 relativt dårlig. Dette skyldes, at når La2O3 tilsættes i en passende mængde, kan det spille en god rolle i raffinering af korn, rensning af væv og forbedring af mekaniske egenskaber. Imidlertid vil overdreven La2O3 føre til La2O3-agglomerering ved korngrænser, hvilket hindrer dislokationsbevægelse, øger korngrænsens skørhed og let udvider skørt brud langs overfladens mikrorevneretning under slid og reducerer slidstyrken.

SHU et al. fremstillet CoFeCrNiSiB højentropi legerede belægninger med forskellige CeO2 indhold (0-4%). Som vist i figur 8d viser mikrohårdheden af ​​hver belægning en lignende lov: mikrohårdheden falder gradvist fra overfladen til substratet, falder kraftigt ved krydset og har derefter tendens til at stabilisere sig. Når CeO2-indholdet er 2 %, er stigningen i belægningens mikrohårdhed størst. Men efterhånden som CeO2-indholdet stiger yderligere, falder belægningens mikrohårdhed i stedet. Dette skyldes, at efter at CeO2 er tilsat for meget, på grund af dets evne til let at absorbere urenheder, øges størrelsen af ​​indeslutningerne og kan ikke flyde op i tide til at blive til rester og akkumulere, og CeO2 vil agglomerere, hvilket får belægningens ydeevne til at falde.

3.4 Forbedring af belægningers korrosionsbestandighed
Virkningerne af sjældne jordarters elementer på belægningsstrukturens egenskaber er som følger.
1) Det kan gøre belægningens overfladestruktur tæt, og det er let at danne en passiveringsfilm under korrosionsprocessen, hvilket effektivt sænker korrosionshastigheden. LI et al. fandt ud af, at efter tilsætning af sjældne jordarters grundstof Y, raffineres kornene som en helhed, og de keramiske partikler har også en vis hæmmende effekt på strømmen. Derfor er korrosionspotentialet for S316-belægningen med Y tilføjet positivt i forhold til substratet, hvilket danner et stabilt passiveringsfilmområde, selvkorrosionspunktet stiger, og selvkorrosionsstrømtætheden falder betydeligt (se figur 9a polarisationskurve).
2) Generer intermetalliske forbindelser og modificerede indeslutninger, reducer punktforskellen med substratet og undgå pitting-korrosion. REN et al. fandt ud af, at tilsætning af CeO2 kan øge kapacitansbuediameteren af ​​belægningen betydeligt (se figur 9b), hvilket indikerer, at ladningsoverførslen ved grænsefladen mellem elektrolytten og elektroden er vanskeligere, og pitting-modstanden er stærkere.
3) Sjældne jordarter adskiller sig ved grænsefladen, reducerer grænsefladeenergien, hæmmer dendritafstanden og undgår lokal korrosion. MOHAMMED et al. [62] fandt, at Ce er let at adskille ved korngrænsen, hvilket effektivt forfiner belægningsstrukturen, fremmer dannelsen af ​​lokal passiveringsfilm, styrker belægningens evne til at modstå lokal korrosion og reducerer selvkorrosionsstrømtætheden væsentligt ift. substratet (se figur 9c polarisationskurve), hvilket gør belægningen bedre til at modstå erosionsskader af Cl-ioner.

4 Konklusion
Sammenfattende har sjældne jordarters elementer funktionerne at raffinere korn, rense struktur, reducere fortyndingshastigheden, fremme hård faseudfældning og producere fast opløsning styrkelse. Derfor spiller de en stor hjælperolle i at forbedre formningskvaliteten af laser beklædning belægninger (såsom aflastning af indre stress, eliminering af revner og porer) og forbedring af hårdhed, korrosionsbestandighed og slidstyrke.
På nuværende tidspunkt har anvendelsen af ​​sjældne jordarters elementer i laserbeklædningsbelægninger opnået nogle resultater med hensyn til virkningsmekanisme, men der er stadig nogle mangler. Fremtidig forskning og udvikling kan fokusere på følgende aspekter.
1) Sjældne jordarters grundstoffer tilsættes ofte gennem oxider, som uundgåeligt vil indføre en stor mængde O-elementer, hvilket let vil føre til dannelse af porer. Derfor er det muligt at forsøge at tilføje sjældne jordarters elementer til beklædningslaget i form af andre forbindelser eller enkelte stoffer, som ikke kun kan undgå overskydende O-elementer, men også give fuld spil til sjældne jordarters elementer.
2) Aktuel forskning fokuserer hovedsageligt på La-, Ce- og Y-elementer. I fremtiden kan andre sjældne jordarters elementer prøves at spille en rolle i laserbeklædningsbelægninger for yderligere at udvide anvendelsesområdet for sjældne jordarters elementer.
3) På nuværende tidspunkt er der få undersøgelser af krybemodstand, træthed, brud, stød og andre aspekter af laserbeklædningsbelægninger med forbedret sjældne jordarter. I fremtiden bør forskningen på disse områder styrkes for at imødekomme behovene ved komplekse arbejdsforhold.
4) Sjældne jordarters elementer er generelt nemme at eksistere i den midterste og øvre del af belægningen, så hjælpeeffekten af ​​sjældne jordarters elementer er svagere i bunden. I fremtiden kan eksterne magnetfelter, vibrationsfelter og andre midler bruges til at gøre fordelingen af ​​sjældne jordarters grundstoffer ensartet.