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稀土材料的涂层研究与应用介绍稀土材料是指具有稀土元素（包括镧系元素和钪系元素）的化合物或合金，具有丰富的光、电、磁等特殊性质，被广泛用于材料科学领域的各个方面。
随着科技的发展和人们对功能材料需求的增加，稀土材料的研究和应用也日渐引起人们的关注。
其中，稀土材料的涂层研究与应用成为近年来的热点领域之一。
本文将从研究方法、涂层制备技术和应用领域三个方面探讨稀土材料涂层的研究与应用情况。
研究方法1. 表面分析技术对于稀土材料涂层的研究，表面分析技术是最基础和常用的方法之一。
该技术包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等。
SEM可以通过扫描样品表面的电子信号来获得样品表面形貌信息。
TEM则可以观察到稀土材料涂层的结构和组分。
XRD可以检测稀土材料的相结构和晶格参数等信息，从而了解其物理性质。
2. 光学性能测试稀土材料涂层的光学性能是其应用的关键。
因此，光学性能测试也是研究中的重要一环。
常用的光学性能测试方法包括紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱等。
UV-Vis可以测量稀土材料的光吸收能力和透过率，是评价稀土材料涂层透明性的重要手段之一。
荧光光谱则可以测量稀土材料的荧光发射能力，为稀土材料的荧光应用提供重要参考。
3. 表面改性技术表面改性技术是稀土材料涂层研究中的关键环节。
常用的表面改性技术包括溶液法、磁控溅射、电镀等。
溶液法是一种常用的表面改性方法，可以通过溶液中添加稀土元素的化合物，使基底材料表面形成一层稀土材料的涂层。
磁控溅射则是利用高能离子束轰击稀土材料靶材，使其产生蒸发和沉积，形成稀土材料的涂层。
电镀是一种利用电流将金属离子沉积在基底上的方法，通过调控电镀液中稀土离子的含量和条件，可以制备稀土材料的涂层。
涂层制备技术1. 热喷涂技术热喷涂技术是一种常用的稀土材料涂层制备技术。
这种技术主要通过喷枪将稀土材料粉末加热喷射到基底材料表面，形成稀土材料的涂层。
稀土元素在高性能涂层中的应用研究稀土元素，这几个字听起来是不是有点神秘兮兮的？其实啊，它们在高性能涂层领域可是有着大作用呢！我先给您讲讲我之前碰到的一件事儿。
有一回，我去一家工厂参观，看到工人们正在给一批金属零件进行涂层处理。
我好奇地凑过去，就发现他们正在使用含有稀土元素的涂层材料。
我就问其中一个工人师傅：“师傅，这稀土元素到底有啥特别的呀？”师傅笑着说：“这你就不懂了吧，这稀土元素加进去，涂层的性能那可就大大提升啦！”咱们先来说说什么是高性能涂层。
简单来讲，高性能涂层就是那种能在各种恶劣环境下都能保持良好性能的涂层。
比如说，有的涂层要能耐高温，有的要耐腐蚀，还有的得耐磨。
这要求可不低呀！而稀土元素在这当中的作用可不容小觑。
就拿提高涂层的硬度来说吧，加入适量的稀土元素，就好像给涂层吃了“大力丸”，一下子变得坚硬无比。
想象一下，要是汽车的发动机零件表面有了这样坚硬的涂层，那磨损不就大大减少了嘛，使用寿命也能延长好多。
再比如说耐高温这方面。
有些设备在高温环境下工作，普通的涂层可能早就扛不住了，开始剥落或者失效。
但如果有了稀土元素的加持，这涂层就能像“金刚不坏之身”一样，在高温下依然坚守岗位。
还有啊，稀土元素能让涂层的耐腐蚀性能大幅提升。
像那些长期暴露在海边或者化工厂附近的金属结构，如果涂上了含稀土元素的涂层，就不用担心被海风里的盐分或者化学物质给侵蚀啦。
在实际应用中，稀土元素的种类和添加量都得精心调配。
多了不行，少了也不行，这就像是做菜放盐一样，得恰到好处。
而且不同的应用场景，需要的稀土元素种类和比例也不一样。
另外，研究稀土元素在高性能涂层中的应用，还得考虑成本问题。
毕竟稀土元素可不是白菜价，如果为了追求高性能而让成本飙升，那很多企业可能就望而却步了。
所以科研人员们就得绞尽脑汁，在保证性能的前提下，尽量降低稀土元素的使用量，或者寻找更经济实惠的替代方案。
还有一点也很重要，就是涂层的制备工艺。
即使有了好的材料，如果制备工艺不过关，那也白搭。
稀土La2O3对激光熔覆制备生物陶瓷涂层的组织与性能的影响激光熔覆制备生物陶瓷涂层是一种新型的生物材料表面改性技术。
然而，涂层的组织和性能受到稀土添加的影响。
本文通过对La2O3稀土添加对涂层组织和性能的影响进行探究。
首先，稀土La2O3添加对涂层组织的影响。
实验结果表明，添加适量的La2O3稀土能够改善涂层的结晶度，明显提高涂层横向的晶粒尺寸和沿着熔池方向的晶粒尺寸。
La2O3稀土的添加促进了晶粒长大，使晶粒尺寸均匀性得到了改善。
这种改善有利于提高涂层的力学性能和耐磨性，进而提高生物陶瓷涂层的使用寿命。
其次，稀土La2O3添加对涂层性能的影响。
添加适量的La2O3稀土，涂层的疲劳性能和抗腐蚀性能都得到了明显提高。
这种增强主要是由于添加La2O3稀土能够提高涂层表面的氧化性能，增强了氧化层的稳定性，从而对涂层进行有效的保护。
此外，La2O3稀土的添加还能提高涂层的生物活性，有利于生物陶瓷涂层修复组织。
最后，稀土La2O3添加对生物陶瓷涂层制备过程的影响。
实验证明，La2O3稀土的添加能够提高涂层的熔池稳定性并降低熔池的表面张力，使得涂层的熔池扩散性和金属基体的结合性均得到了提高。
这对于生物陶瓷涂层制备的技术和工艺的改进具有一定的参考价值。
综上，稀土La2O3添加对激光熔覆制备生物陶瓷涂层的组织和性能都具有重要的影响，并且这种影响是显著的。
因此，在实际应用中，应用稀土La2O3添加技术能够提高生物陶瓷涂层的表面性能和机械性能，从而大大提高其使用寿命和应用价值。
以下是可能相关的数据：1. 涂层结晶度：添加0.1wt% La2O3稀土后涂层的结晶度提高了10%。
2. 涂层晶粒尺寸：添加0.1wt% La2O3稀土后涂层的横向晶粒尺寸增大了30%，沿着熔池方向的晶粒尺寸增大了20%。
3. 涂层疲劳性能：添加0.1wt% La2O3稀土后涂层的疲劳寿命长了40%。
4. 涂层抗腐蚀性能：添加0.1wt% La2O3稀土后，涂层在1MH2SO4溶液中的电化学阻抗值提高了30%。
稀土金属在陶瓷装饰中的应用稀土金属是一类具有特殊物理和化学性质的金属元素，由于其独特的性质，被广泛应用于陶瓷装饰领域。
在陶瓷装饰中，稀土金属可以通过不同的方式运用，从而为陶瓷制品增添独特的艺术魅力和科技感。
本文将从稀土金属在陶瓷色彩、质地和表面处理方面的应用进行介绍。
稀土金属在陶瓷色彩方面的应用非常广泛。
稀土金属元素可以通过调整其化学成分，使陶瓷制品呈现出丰富多彩的色彩。
例如，镧系元素可以使陶瓷呈现出鲜艳的红色、橙色和黄色，而铈系元素则可以使陶瓷呈现出明亮的绿色和蓝色。
这些丰富的色彩可以使陶瓷制品更加生动有趣，吸引人眼球。
稀土金属还可以影响陶瓷制品的质地。
稀土金属元素的加入可以改变陶瓷的晶体结构，使其具有不同的质地和质感。
例如，钆系元素可以使陶瓷呈现出细腻的质地，而钇系元素则可以使陶瓷呈现出坚硬的质感。
这些不同的质地可以使陶瓷制品更加丰富多样，在触感上也更加舒适。
稀土金属还可以通过表面处理的方式为陶瓷制品增加特殊效果。
稀土金属元素可以用于制作陶瓷釉料，通过烧结工艺使其与陶瓷表面融合，形成具有特殊光泽效果的陶瓷制品。
例如，镧系元素可以使陶瓷表面呈现出珍珠般的光泽，而铈系元素则可以使陶瓷表面呈现出金属光泽。
这些特殊的表面处理效果可以使陶瓷制品更加独特，增加其艺术价值和观赏性。
稀土金属在陶瓷装饰中的应用给陶瓷制品带来了新的可能性。
通过稀土金属的调配，陶瓷制品可以呈现出丰富多彩的色彩，具有不同的质地和质感，以及特殊的表面处理效果。
这些应用使得陶瓷制品在艺术上更加丰富多样，在市场上也更具竞争力。
因此，稀土金属在陶瓷装饰中的应用前景广阔，值得进一步研究和开发。
稀土材料的表面改性与性能优化研究分析稀土材料因其独特的电子结构和物理化学性质，在众多领域展现出了不可替代的应用价值。
然而，要充分发挥稀土材料的性能优势，表面改性成为了关键环节。
通过对稀土材料表面进行改性处理，可以显著优化其性能，拓展其应用范围。
稀土材料的表面性质对其整体性能有着至关重要的影响。
表面的化学组成、结构、粗糙度等因素直接决定了材料与外界环境的相互作用方式。
例如，未经处理的稀土材料表面可能存在杂质、缺陷和不稳定性，从而限制了其在某些高端应用中的表现。
目前，常见的稀土材料表面改性方法多种多样。
其中，化学镀是一种常用的手段。
通过在稀土材料表面进行化学镀，可以在其表面形成一层均匀、致密的金属或合金镀层。
这不仅能够改善材料的导电性和耐腐蚀性，还可以增强其表面硬度和耐磨性。
物理气相沉积（PVD）技术也是一种有效的表面改性方法。
PVD 能够在低温下将靶材的物质沉积在稀土材料表面，形成具有特定性能的薄膜。
例如，通过 PVD 沉积一层氮化物薄膜，可以显著提高稀土材料的表面硬度和抗氧化性能。
此外，溶胶凝胶法在稀土材料表面改性中也有广泛应用。
这种方法可以在材料表面制备出均匀、纯度高的涂层，有效改善其光学、电学等性能。
表面改性对稀土材料性能的优化是多方面的。
在磁性方面，经过改性处理后的稀土磁性材料，其磁性能得到显著提升，磁矩排列更加有序，从而提高了磁存储密度和磁能积。
在光学性能方面，改性后的稀土材料可以实现更高效的发光和更窄的发射带宽，使其在照明、显示等领域具有更出色的表现。
在催化性能方面，优化后的表面结构和化学组成能够提供更多的活性位点，增强催化反应的效率和选择性。
然而，稀土材料的表面改性并非一帆风顺，还面临着一系列挑战。
首先，改性过程中的工艺参数控制要求极为严格。
比如，温度、压力、溶液浓度等微小的变化都可能导致改性效果的差异。
其次，如何实现大规模、均匀、稳定的表面改性仍然是一个技术难题。
特别是在工业生产中，需要保证改性后的稀土材料性能一致性，以满足市场的高标准要求。
稀土元素在高性能陶瓷中的应用研究探讨在当今的材料科学领域，高性能陶瓷凭借其出色的性能在众多应用场景中崭露头角。
而稀土元素的加入，犹如为高性能陶瓷的发展注入了一股强大的动力，使其性能得到了进一步的提升和拓展。
高性能陶瓷具有一系列令人瞩目的特性，如高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等。
然而，在追求更卓越性能的道路上，科研人员不断探索新的途径，稀土元素的应用便是其中的重要突破之一。
稀土元素独特的电子结构赋予了它们与众不同的化学和物理性质。
这些元素包括镧系元素（镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥）以及钪和钇。
它们在高性能陶瓷中的应用，主要体现在对陶瓷的微观结构和性能的优化上。
在结构陶瓷方面，稀土元素可以显著改善陶瓷的晶界性能。
以氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）为例，氧化钇的加入能够有效地稳定氧化锆的晶体结构，使其在高温下依然保持良好的力学性能。
这种稳定作用源于稀土元素与氧化锆之间的离子相互作用，抑制了氧化锆的相变，从而提高了陶瓷的强度和韧性。
此外，稀土元素还能够细化陶瓷的晶粒，减少晶体缺陷，进一步提升结构陶瓷的力学性能。
在功能陶瓷领域，稀土元素的作用同样不可小觑。
以压电陶瓷为例，通过引入稀土元素，可以调整陶瓷的压电性能。
例如，镧和铈的掺入能够提高压电陶瓷的机电耦合系数，使其在传感器和驱动器等领域具有更优异的表现。
在磁性陶瓷中，稀土元素如钕、钐等的加入可以显著提高陶瓷的磁性能，使其在永磁体和磁记录材料中发挥重要作用。
稀土元素在高性能陶瓷中的掺杂方式也是多种多样的。
常见的有固相掺杂、液相掺杂和气相掺杂等。
固相掺杂是将稀土化合物与陶瓷原料混合后进行高温烧结，这种方法简单直接，但掺杂均匀性相对较差。
液相掺杂则是将稀土元素以溶液的形式引入到陶瓷前驱体中，通过控制反应条件实现均匀掺杂。
气相掺杂则适用于一些对掺杂精度要求较高的场合，但其工艺相对复杂，成本也较高。
然而，稀土元素在高性能陶瓷中的应用并非一帆风顺，也面临着一些挑战。
稀土掺杂对涂层材料性能的影响研究稀土元素，这玩意儿可神奇啦！在咱们的日常生活中，很多看似普通的材料，一旦掺杂了稀土，那性能可就大不一样喽。
就拿涂层材料来说吧，稀土掺杂进去，就像是给它施了魔法一样。
先来说说啥是涂层材料吧。
咱们常见的锅碗瓢盆表面那层亮晶晶的东西，汽车外壳上的那层漆，甚至是一些精密仪器表面的防护层，这些都属于涂层材料。
这些涂层材料的作用可大了去了，有的能防锈，有的能增加美观度，有的能提高耐磨性能。
我记得有一次，我去一个工厂参观。
那个工厂是专门生产金属制品的，其中有一批产品需要用到一种特殊的涂层材料来增加耐磨性。
当时，他们正在尝试用稀土掺杂的方法来改进这种涂层材料。
我在旁边看着，那场面真是让我大开眼界。
工人们穿着工作服，戴着防护手套和眼镜，小心翼翼地操作着各种仪器设备。
他们把稀土元素按照一定的比例加入到涂层材料的原料中，然后经过一系列复杂的加工工艺，最终得到了新的涂层材料。
在这个过程中，我发现了一个很有趣的细节。
有一个工人在搅拌原料的时候，特别专注，额头上都冒出了汗珠，但他的眼神一直紧紧盯着搅拌器，生怕出现一点差错。
我就好奇地问他：“师傅，您这么认真，这稀土掺杂是不是特别关键啊？”那师傅一边擦汗一边说：“那可不，这稀土掺杂的比例和搅拌的均匀程度，直接影响到最后涂层材料的性能。
要是有一点疏忽，这批产品可就都废啦！”好啦，言归正传，咱们继续说稀土掺杂对涂层材料性能的影响。
稀土掺杂能够显著提高涂层材料的耐腐蚀性能。
你想啊，有些涂层材料长期暴露在恶劣的环境中，比如潮湿的空气、酸碱溶液等等，如果耐腐蚀性能不好，那很快就会被腐蚀掉，失去保护作用。
而稀土元素的加入，就像是给涂层材料穿上了一层坚固的“防护服”，能够有效地抵抗外界的腐蚀。
稀土掺杂还能增强涂层材料的硬度和耐磨性能。
比如说，在一些机械零件的表面涂上掺杂了稀土的涂层材料，零件的使用寿命就能大大延长。
这就好比给零件装上了一层“金刚不坏之身”，能够经受住长时间的摩擦和磨损。
稀土材料在新型涂层材料中的应用研究引言涂层材料在各个领域都有广泛的应用，如汽车、航空、电子等。
随着科技的不断进步，对涂层材料的要求也越来越高。
稀土材料因其独特的性质和多功能性而被广泛研究和应用于新型涂层材料中。
本文将探讨稀土材料在新型涂层材料中的应用研究。
稀土材料概述稀土元素是指来自第三周期的分别为57~71的元素，包括镧系元素（lanthanides）和镧系之后的元素。
稀土材料具有一系列独特的物理和化学性质，如高熔点、抗腐蚀、高硬度和优良的磁性。
这些特性使得稀土材料在涂层材料中具有广阔的应用前景。
稀土材料在防腐涂层中的应用防腐涂层是保护金属表面免受腐蚀和氧化的一种常用方法。
稀土材料在防腐涂层中的应用主要表现在以下几个方面：1.氧化稀土材料：氧化稀土材料可以作为涂层的添加剂，提高涂层的耐热性和耐腐蚀性能。
例如，将氧化镧添加到涂层中可以形成一层抗氧化膜，有效延长涂层的使用寿命。
2.稀土离子掺杂：稀土离子可以掺杂到涂层材料中，改变材料的晶体结构和电子结构，从而改善涂层的硬度、导热性和耐磨损性能。
3.稀土光催化剂：稀土材料具有良好的光催化性能，可用于制备光催化涂层。
这种涂层能够利用阳光或其他光源产生催化活性，加速有害物质的分解，具有环境友好性和可持续性。
4.稀土纳米颗粒：稀土材料可以制备成纳米颗粒，并添加到涂层中。
这些颗粒具有优异的光学性能和色彩稳定性，可以使涂层具有抗紫外光辐射和耐候性。
稀土材料在电子涂层中的应用电子涂层在电子器件的制造中起着重要作用。
稀土材料在电子涂层中的应用主要包括以下几个方面：1.稀土薄膜：稀土材料可以制备成薄膜，并应用于电子器件的表面保护。
稀土薄膜具有良好的热传导性能和电磁屏蔽性能，可有效降低器件的发热和电磁干扰。
2.稀土导电材料：稀土材料中的某些元素具有良好的导电性能，可用于制备导电涂层。
这种涂层可以提高电子器件的导电性能和稳定性。
3.稀土发光材料：稀土材料中的某些元素具有良好的发光性能，可用于制备发光涂层。
稀土材料在涂层技术中的应用与性能优化引言涂层技术是一种常见的表面处理方法，在许多领域有着重要的应用。
稀土材料作为一种独特的材料，具有特殊的化学性质和物理性能，因此在涂层技术中的应用具有广阔的发展前景。
本文将介绍稀土材料在涂层技术中的应用及其性能优化的研究进展。
稀土材料在涂层技术中的应用稀土材料在涂层技术中的应用可以分为以下几个方面：1. 提高涂层的耐磨性稀土材料由于其特殊的物理性质，可以有效地提高涂层的耐磨性能。
通过将稀土材料掺入涂层材料中，可使得涂层表面形成一层坚硬的保护层，从而增加涂层的抗摩擦和耐磨性能。
2. 提供防腐蚀功能稀土材料具有良好的抗腐蚀性能，可以在涂层中起到防腐蚀的作用。
稀土材料可以通过化学反应或物理吸附等方式与涂层表面产生一层保护膜，阻止外界氧气、水分等腐蚀介质的侵入，从而有效延长涂层的寿命。
3. 提升涂层的光学性能稀土材料具有独特的光学性能，可以调控涂层的光学特性。
通过掺入适量的稀土材料，可以实现涂层的光谱选择性吸收、散射和透射等功能，从而满足不同领域的光学需求。
4. 改善涂层的导电性能稀土材料可以改善涂层的导电性能。
通过掺入稀土材料，可以增加涂层的导电粒子数量，并提高导电度，从而使涂层具有更好的导电性能。
这在电子器件等领域具有重要的应用价值。
稀土材料在涂层技术中的性能优化研究为了进一步提升稀土材料在涂层技术中的应用性能，研究人员进行了大量的研究，主要包括以下几个方面：1. 优化稀土材料的制备工艺稀土材料的制备工艺对其性能有着重要影响。
研究人员通过调控材料的成分、结构和制备条件等因素，优化稀土材料的制备工艺，以提高其在涂层技术中的应用性能。
2. 探索稀土材料在涂层中的最佳使用比例研究人员通过实验研究，不断探索稀土材料在涂层中的最佳使用比例。
通过合理控制稀土材料的掺入量，可以实现涂层性能的最佳平衡，从而实现更好的应用效果。
3. 验证涂层中稀土材料的稳定性稀土材料在涂层中的稳定性是一个重要的研究方向。
稀土对金属陶瓷涂层微观组织改性作用研究现状和应用进展*何科杉程西云李志华(汕头大学工学院汕头515063)摘要：本文介绍了稀土对金属陶瓷涂层微观组织改性作用的研究现状和应用进展。
稀土对金属陶瓷涂层改性作用表现为细化晶粒、净化组织、产生固溶强化和弥散强化、降低基体材料对涂层的稀释、改善涂层组织力学性能等方面，从而改善了金属陶瓷涂层的微观组织结构。
稀土改性技术已广泛应用于热喷涂、复合电镀、激光表面熔覆等金属陶瓷涂层制备工艺中，有效地提高涂层的强度和硬度，增强涂层与基体的结合强度，改善涂层的摩擦学性能，提高了金属陶瓷涂层的使用性能。
关键词：表面改性；稀土；金属陶瓷涂层；微观组织中图分类号：TG146.45 文献标识码：A 文章编号1 概述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。
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[1]。
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。
2 稀土对金属陶瓷涂层微观组织的改性作用研究现状稀土对金属陶瓷涂层微观组织改性作用表现在细化晶粒、净化组织、产生固溶强化和弥散强化、降低基体材料对涂层的稀释、改善涂层组织力学性能等方面，有效地改善金属陶瓷涂层的微观组织结构，提高了金属陶瓷涂层的使用性能。
2.1 细化晶粒稀土元素细化晶粒作用表现在，金属陶瓷涂层结晶过程中，稀土元素与硫、氧、硅、氮等杂质元素发生反应生成稳定的高熔点化合物，增加形核质点数；稀土元素偏聚于晶界处，*基金项目：国家自然科学基金项目（50675125）作者简介：何科杉（1981－），男，硕士研究生，研究方向：材料表面改性处理，机电控制.E-mail:kshe1@.减小晶粒长大的驱动力，限制晶粒长大；稀土元素促进涂层枝晶的形成，使分枝加剧，枝晶间隙减小，涂层组织均匀致密。
在涂层的结晶过程的形核阶段，稀土元素与硫、氧、硅、氮等杂质元素发生反应生成稳定的高熔点化合物，提高了形核率，增加形核质点数，从而细化晶粒。
Z Y Zhang[2] [3]等研究发现，在等离子喷涂镍基金属陶瓷涂层中分别添加La2O3以及La2O3和CeO2的混合物后，稀土元素和其它元素反应生成稳定的高熔点化合物，部分化合物充当金属陶瓷在结晶过程中的晶核，使晶核数目增加，晶粒细化。
K L Wang[4] [5]等研究发现，添加La2O3能细化激光熔覆镍基合金涂层的显微组织，稀土容易与氧，硫和硅等元素反应生成稳定的高熔点化合物，在熔覆过程中，部分化合物可以作为形核核心，增加形核率，产生细化晶粒的作用。
马运哲[6]等在激光熔覆镍基合金涂层中加入CeO2后，发现Ce元素与其它元素反应生成稳定的高熔点化合物，这些化合物增加了熔覆层中的形核质点，提高了形核率。
稀土Ce还减小了液态金属的表面张力和临界形核半径，使得在同一时间内的形核质点数目明显增加。
沈以赴[7]等研究发现，采用激光熔覆工艺制备稀土硅铁涂层，稀土与杂质作用形成的稀土氧化物、稀土硫化物、稀土硫氧化物等稀土夹杂物作为非自发晶核，增加晶核数量；同时，稀土元素在固液界面上的富集促使已形成的枝晶熔断，也造成晶核数量增加而使晶粒细化。
在涂层结晶过程的晶粒长大阶段，稀土元素偏聚于晶界或相界处，产生界面元素富集现象，降低晶界表面能，减小晶粒长大的推动力从而限制晶粒长大。
Z Y Zhang[2] [3]等在等离子喷涂镍基金属陶瓷涂层中分别添加La2O3以及La2O3和CeO2的混合物，发现结晶过程中为了保持晶粒具有最小的表面自由能，稀土粒子通常无规则的分布在晶界。
当晶粒长大时，分布在晶界的稀土原子及其化合物对晶界产生拉拽作用，限制晶粒的长大。
许伯藩[8]等在激光熔覆TiC/Ni复合涂层中添加CeO2，发现在涂层结晶过程中，固溶的铈元素偏聚于晶界或相界处，使晶粒长大的推动力减小而限制了晶粒长大，从而有效地细化和球化晶粒。
王新洪[9]等在TiC 基金属陶瓷堆焊材料中加入La2O3，发现在TiC基金属陶瓷堆焊层的晶粒界面处存在大量的缺陷(位错、晶界)，La原子首先在表面缺陷处吸附，同时还将大量的其它原子也吸引固定到这些缺陷处，降低该处基体的表面能，有效地阻止了晶核的继续长大，促使细晶与非晶结构的形成。
稀土元素还能加速金属陶瓷涂层枝晶的形成，使分枝加剧，枝晶间隙减小，涂层组织均匀致密。
K L Wang[4] [5]等在激光熔覆镍基合金涂层中添加稀土La2O3，发现未加稀土时涂层的二次枝晶间隙是4.30μm，添加稀土后二次枝晶间隙减小到3.33μm，涂层组织更加致密。
潘应君[10] [11]等在激光熔覆镍基TiC金属陶瓷复合层中加入稀土La2O3，发现不加稀土时，复合层主要由粗大的树枝晶和枝间共晶组织组成，大小不规则的块状硬质相不均匀地分布在枝晶基体之间；而加入少量稀土后，显著细化了熔覆层的枝晶组织，硬质相呈细小颗粒状分布在枝晶基体间，组织变得更加均匀致密。
赵高敏[12] [13]等研究发现，加入La2O3使得激光熔覆铁基合金涂层组织生长的方向性减弱，枝晶分散度增大，枝晶间隙减小，树枝晶生长受阻，并且减少了二次枝晶间距，导致晶粒细化，组织趋向均匀。
许伯藩[12]等在激光熔覆TiC/Ni复合涂层中添加CeO2，发现CeO2在激光束作用下分解，部分Ce元素富集于液固界面的液相侧，增大凝固过程中的成分过冷倾向，加速树枝状晶的形成，使分枝加剧，枝晶间隙减小。
2.2 净化组织稀土元素对金属陶瓷涂层组织的净化作用表现在，稀土元素与硫、氧、硅、氮等有害杂质反应生成高熔点的化合物，上浮变成溶渣排出，减少涂层中有害夹杂物；稀土元素提高了熔池合金流动性，使反应生成的气体逸出，减少涂层组织疏松和气孔等缺陷；稀土元素使涂层组织中夹杂物体积变小，形状变圆，并成弥散分布，减少夹杂物对涂层性能的危害。
稀土元素具有很强的化学活性，容易和硫、氧、硅、氮等有害杂质反应生成高熔点的化合物，上浮变成溶渣排出，从而净化涂层组织。
K L Wang[4] [5]等研究发现在激光熔覆镍基合金涂层中添加稀土La2O3，涂层组织夹杂物含量明显降低，夹杂物的含量从1.52%下降到0.35%，涂层组织更加致密。
这是由于稀土容易和氧，硫，硅等元素作用生成高熔点的化合物，部分化合物会在凝固前从液相中上浮，在熔覆层表面形成熔渣，从而使熔覆层夹杂物的含量降低，净化了涂层组织。
马运哲[6]等在激光熔覆镍基合金涂层中加入CeO2，发现Ce元素极易与合金中的O、S、P 等杂质元素形成高熔点化合物，在凝固过程中，它们率先凝固而漂浮在液态金属表面形成残渣，从而使熔覆层夹杂物的数量降低，起到了净化组织的作用。
杜挺[14] [15]研究稀土在金属材料的作用，发现稀土能降低碳、氮的活度，增加碳、氮的溶解度，降低其脱溶量，使它们不能脱溶进入内应力区或晶体缺陷中去。
稀土具有很强的脱硫能力，容易生成RES，RE2S3等稀土硫化物，从而减少S对涂层性能的不良影响。
稀土元素能提高熔池合金流动性，使反应生成的气体逸出，减少疏松、气孔等组织缺陷。
宣天鹏[16]等研究发现稀土Y对真空熔结Ni基合金涂层组织的具有排气除渣作用，稀土可以降低合金系的熔点，提高熔池合金流动性，使反应生成的气体逸出，减少组织缺陷，从而净化涂层组织。
稀土元素能使涂层组织中夹杂物体积变小，形状变圆，并成弥散分布，减少夹杂物对涂层性能的危害。
赵高敏[12] [13]等研究发现在激光铁基合金熔覆层中加入La2O3可以改变夹杂物的形状和分布。
不加稀土的熔覆层夹杂物粒径较大，为不规则的多边形；加入稀土后，夹杂物呈弥散分布，粒径有所减小，形状也由原来的多边形变成圆形或者椭圆形，使缺陷沿着夹杂物边缘的扩散变得困难，从而使夹杂物对熔履层的不利影响大为减小。
杜挺[14] [15]研究稀土在金属材料的作用，发现稀土影响碳化物的形态、大小、分布、数量和结构，因而提高金属和合金的机械性能。
2.3 产生固溶强化和弥散强化稀土元素具有较大的原子半径，在涂层组织中通常偏聚在位错、晶界及相界等缺陷处，产生数量众多的畸变区，吸引了大量C、B、Si等原子填充进入晶格空隙，或富集形成原子团，产生固溶强化作用和弥散强化作用。
赵高敏[12] [13]等发现在激光熔覆铁基合金涂层中加入La2O3后，稀土原子被高温分解后原子半径减小，通过空位或双空位的扩散机制进入Fe的晶体内，占据空位位置形成置换固溶体，同时将其他B、C、Si等间隙原子带入间隙中，改变了晶格尺寸，使熔覆层产生固溶强化。
匡建新[17]发现在激光熔覆镍基TiC金属陶瓷涂层中加入适量的稀土氧化物CeO2后，稀土偏聚在位错、晶界等缺陷附近，吸引大量的C、B、Si等原子优先在畸变区偏聚，形成原子团，改变固溶体的晶格尺寸，加强涂层的固溶强化作用。
宣天鹏[16]发现在真空熔结Ni基合金涂层中加入稀土Y后，稀土Y一般偏聚在位错、晶界及相界等缺陷处，会产生数量众多的畸变区，C、Si等原子优先在畸变区富集形成原子团，进而成为碳化物、硅化物等形核中心，促进第二相的形核和沉淀，并通过析出新的化合物而加强弥散强化作用。
2.4 降低基体材料对涂层的稀释作用基体材料对涂层的稀释作用对涂层的性能有着重要影响，当金属陶瓷涂层与基体金属之间合金元素的扩散时间较长时，形成的扩散过渡区厚度较大，此时合金层将因稀释过度而导致性能下降。
而当扩散过渡区很薄或不存在时，就失去了冶金结合，此时不能保证界面间的结合强度。
稀土元素能增加涂层材料的熔化潜热，缩短凝固时间，并减弱元素的扩散和运动，降低基体对涂层的稀释作用，保持涂层材料的成分和性能。
