陶瓷涂层由于具有优异的耐热、耐磨和耐腐蚀性能在金属保护领域受到越来越多的关注。然而目前使用固相反应法制备粘接陶瓷涂层基本上是基于高温固化,固化工艺繁琐且耗时耗能,因而难以应用于大型工业设备。为降低涂层固化温度,本文探讨了固化温度对涂层耐腐蚀性能的影响,研究了无机固化剂和纳米二氧化钛等添加剂对涂层固化温度影响的基本规律,以及涂层厚度对其耐腐蚀、耐磨等性能的影响,系统地分析了涂层性能与制备工艺的关系,从而确定较优的低温固化陶瓷涂层制备工艺。首先,研究了纳米二氧化钛含量和固化温度对粘接陶瓷涂层耐腐蚀性能的影响。由电化学阻抗谱结果可知,随着固化温度的增加（150 ^oC、200 ^oC和250 ^oC）,最低频率处阻抗值(f_min=0.01 Hz)成倍增加。此外,对于固体粉末中含有3 wt%、6 wt%和9 wt%纳米二氧化钛颗粒的涂层,最低频率处阻抗值均高于无纳米颗粒的涂层。结果表明涂层在低固化温度下（250 ^oC以下）的耐腐蚀性能主要与Al H₃（PO₄）₂.3H₂O和Al PO₄之间的质量比（CAA）有关,随着CAA值的增加而降低。这是因为粘接相Al PO₄可以给陶瓷颗粒之间提供强大的粘接力,从而提高涂层的强度。此外,一定范围内纳米二氧化钛的添加和固化温度的提高均有利于增强粘接陶瓷涂层的耐腐蚀性能。纳米二氧化钛的添加导致形成更多的粘接相Al PO₄,使涂层微观结构更紧凑。纳米二氧化钛和粘接相Al PO₄具有低密度和易分布在涂层表面的性质,可以有效地防止涂层被自由氯离子破坏。其次,探讨了无机固化剂种类对粘接陶瓷涂层腐蚀和摩擦磨损等性能的影响。由电化学和摩擦磨损试验结果知,含有不同无机固化剂涂层（氧化镁、氧化钙、氧化锌和氧化铝）的腐蚀、摩擦行为与粘接相Al PO₄和氧化铝之间的质量比（RAA）有关。结果表明RAA值对涂层腐蚀和摩擦性能的影响存在一个最佳点。在最佳点之前,涂层的腐蚀和摩擦性能随RAA值增加而增加;在最佳点之后,涂层耐腐蚀和耐磨性能再次降低。这是因为随着RAA值的增加,陶瓷颗粒被一定量的粘接相Al PO₄包围。陶瓷颗粒之间的结合强度较高、缺陷较少,从而保证了粘接陶瓷涂层的良好性能。然而,由于粘接相Al PO₄的力学性能和耐蚀性均低于氧化铝颗粒,因此具有过高RAA值的涂层使用性能较差。然后,分析了不同厚度粘接陶瓷涂层的腐蚀和摩擦磨损行为,揭示了粘接陶瓷涂层厚度对涂层性能的影响机理。由电化学和摩擦磨损试验结果可知,随着涂层厚度（100μm、200μm和300μm）的增加,涂层极化电阻值增加,磨损率降低。此外,涂层浸泡在3.5wt%氯化钠溶液中12 h、24 h、36 h和48 h后其耐腐蚀效率值增加,表明随着腐蚀时间的延长,涂层的保护效率提高,说明在长期使用中,粘接陶瓷涂层仍能有效地保护低碳钢不受侵害。因此制备适当厚度的涂层有助于提高涂层的性能,不仅可以阻止腐蚀介质侵入涂层内部与基体表面接触;且可以保证陶瓷涂层的硬度和断裂韧性,进而有助于提高涂层的耐磨性能。另外涂层在腐蚀环境中的失效机理为:由于电解质的入侵,粘接陶瓷涂层表面和截面出现一些孔洞,随着腐蚀时间的延长,涂层开始脱层,腐蚀环境和涂层之间形成直接路径导致其耐蚀性下降。最后,构建了瞬态有限元模型模拟分析不同厚度涂层在摩擦磨损过程中的应力应变情况,并通过J.H.Zhao弹塑性理论对模型的可靠性进行了验证。结果表明不同厚度涂层在摩擦磨损过程中小球与涂层接触位置的最大应力值随涂层厚度的增加而降低。此外,随着涂层厚度的增加,其在摩擦磨损过程中所承受的等效应力值降低,进而有效地阻止了裂纹的产生和延伸,使得涂层不易被破坏,进一步验证了摩擦磨损试验结果。特别地,随着涂层厚度的增加,其在摩擦磨损过程中的等效塑性应变值明显降低。分析其原因主要是涂层厚度增加,涂层-基体的等效硬度增加,从而抵抗外物压入物体的能力增强。