氚渗透是聚变堆材料所面临的难题之一,为制备出质量优异的防氚渗透涂层以避免氚所造成的环境污染,本论文采用双层辉光等离子渗技术,利用先渗铝后渗氧的方法在316L不锈钢表面制备Al2O3防氚渗透涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等表征了铝渗层和Al2O3涂层的形貌和相结构组成,其耐腐蚀性能、结合性能、抗热震性能和摩擦学性能分别采用电化学工作站、划痕仪、热震试验和球盘式摩擦磨损试验机来检测。研究表明:渗铝层致密,渗层与基体之间形成了冶金结合,耐腐蚀性能和抗热震性能优异。渗铝的最佳工艺参数为气压35Pa,源极电压850V,工件电压300V,极间距15mm,时间3h。在此最佳工艺参数基础上所制备的Al2O3涂层质量良好,与基体为冶金结合,涂层内部呈多层结构,在与基体的结合面附近形成了高氧含量的内层,涂层中同时包含α-Al2O3,γ-Al2O3和θ-Al2O3三种相。Al2O3涂层结合力达38N以上,并具有优异的抗热震性能和摩擦性能;其致密的结构可使基体腐蚀电流最大降低3个数量级。Al2O3涂层的结合性能、耐腐蚀性能、抗热震性能、致密性能均良好,可满足防氚渗透涂层的基本要求。