空蚀是造成船舶螺旋桨及尾轴、绞吸式挖泥船泥泵、舵叶、柴油机气缸套和轴瓦等部件失效的主要形式之一。空蚀不仅会降低机械强度和效率，而且会产生较大噪音，缩短工作寿命，造成巨大损失。为了减少空蚀造成的损害，表面处理技术的应用得到了研究人员的广泛认可。超音速火焰喷涂技术（HVOF）制备的多尺度WC-10Co4Cr涂层因出色的抗空蚀性能而备受关注。然而，在涂层喷涂过程中，脱碳和氧化反应会导致涂层缺陷，这些缺陷会影响其抗空蚀性能。因此，通过优化涂层组织结构，有望解决以上问题。稀土因电子结构特殊，可作为力学性能的优化剂，可以改善硬质合金的力学和腐蚀等各种性能，有望提高多尺度涂层的抗空蚀性能。
在本研究中，采用HVOF技术制备了两种纳米CeO2改性多尺度WC-CoCr涂层，添加量分别为1.0 wt.%和2.0 wt.%。采用OM、SEM和XRD分析研究了纳米CeO2对涂层组织结构、孔隙率、力学性能和电化学性能的影响。结果表明，纳米CeO2的添加有利于降低涂层孔隙率并提高力学性能和电化学性能。特别是当CeO2含量为1.0 wt.%时，改性涂层具有最低孔隙率（0.23%）、最高显微硬度（1405.5 HV0.3）和开裂韧性（5.75 MPa·m1/2），同时具有最高腐蚀电位（-0.194 V）和最低腐蚀电流密度（0.493 μA/cm2）。
研究对比了多尺度涂层和改性涂层在不同环境下的抗空蚀性能，结果表明，两种改性涂层的抗空蚀性能表现更佳。在淡水介质中，CeO2添加量分别为1.0 wt.%和2.0 wt.%的改性涂层体积累计空蚀量分别降低了34%和24%；在NaCl溶液中分别降低了25%和18%。其中，添加1.0 wt.% CeO2的涂层表现出最佳的抗空蚀性能。在NaCl介质中，三种涂层均出现较高程度的空蚀破坏，且三种涂层因机械作用产生的体积累计空蚀量所占比例均大于50%。
研究对比了多尺度涂层和两种改性涂层在不同环境下的空蚀行为，结果显示，两种改性涂层的空蚀源、裂纹和空蚀坑扩展速率更慢。相较于淡水介质，NaCl介质的空蚀源和空蚀坑扩展程度更高，腐蚀作用加速了裂纹和空蚀坑的扩展程度，并促进了空蚀颗粒的蚀除。在淡水介质中，三种涂层的裂纹主要横向扩展，在NaCl溶液中，裂纹横向扩展的同时还向涂层内部进行扩展，进而形成更深、更大的空蚀坑。在改性涂层空蚀16 h后，相较于未改性涂层，改性涂层表面轮廓更平滑，凸凹起伏程度更小。
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