随着航空技术快速发展,对材料在高温下的性能不断提出新的性能要求。高温氧化的工作环境,远远超过一般材料及合金的使用极限温度,因此制备抗高温氧化的新材料己成为材料研究的一个重要方向。而热喷涂技术在航空领域中起着至关重要的作用。在金属基体表面喷涂耐高温抗氧化涂层,可以提高材料的耐热温度和抗氧化强度,从而提高材料的可靠性,降低损耗,延长寿命。本文首先用TIG焊方法在不锈钢表面堆焊了NiCr层,然后用电弧喷涂技术在其上喷涂一层Al涂层,再在恒温1100℃下用电阻炉进行加热。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和能谱分析(EDS)等方法分析研究了抗氧化涂层的成分和微观组织结构。利用热重分析技术研究了涂层的抗氧化机制和高温氧化失效机理。另外借助菲克第二定律研究了涂层的扩散机制,采用最小二乘法计算元素扩散系数。NiCr/Al涂层分析结果表明,NiCr涂层与基体形成良好的冶金结合,只是Al涂层在喷涂过程形成极少量的孔隙。在氧化过程中,涂层表面形成了致密的氧化膜,喷涂层中的Al元素向NiCr堆焊层发生内扩散。在整个加热过程中,NiCr堆焊层中未发现氧元素,证明外层起到较好的保护作用。通过计算Al扩散系数得出,随着扩散深度增加,扩散系数从3.15×10-15m/s下降到0.8×10-15m/s。试验结果表明,堆焊和喷涂NiCr/Al复合涂层在1100℃的恒温氧化动力学曲线符合Wagner抛物线规律,具有良好的抗高温氧化和抗热腐蚀性。解决了单一涂层中由于Al元素向表层扩散不足而引起的热障层失效的问题。