TC11(Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si)合金是我国航空航天领域中用量最大的两相钛合金之一，其表面MCrAlY涂层的高温防护性能直接决定着其服役性能。本文基于对国内外相关研究现状分析和课题组前期研究，提出了“通过将纳米氧化铈有效引入TC11表面MCrAlY熔覆涂层中，凭借充分发挥其特有的细化组织/活性效应的协同作用，从而实现提高TC11表面MCrAlY熔覆涂层的高温防护性能”的思路。研究中，以纳米悬浮液作为球磨介质，通过附加间歇搅拌的机械湿法球磨将纳米氧化铈包覆于经过预处理（“球磨整形”+“分样过筛”）的MCrAlY粉表面，制备出品质优良的纳米氧化铈增强微纳粉;采用压片预置法将待熔覆微纳粉预置于TC11表面，基于ANSYS模拟优化后的激光熔覆工艺参数进行实验研究，在TC11合金表面成功制备了纳米氧化铈增强的MCrAlY熔覆涂层，考察了不同含量纳米氧化铈增强的MCrAlY熔覆涂层的微观组织、抗氧化性能、抗热腐蚀性能及抗热震性能，并探讨了纳米氧化铈对其的作用机制。本文研究，不仅获得一种TC11表面高温防护性能优异的MCrAlY涂层及其设计理论和制备技术，而且也为高性能热障涂层的发展提供了一定的理论基础和科学依据。　　本文完成的主要工作和取得的成果如下:　　(1)针对已市场化MCrAlY原粉形貌多样性和纳米悬浮液中纳米颗粒不能充分与微米粉接触等问题，提出了一种可直接送粉的高效微纳复合粉体湿法球磨制备方法，该技术能够兼顾微纳复合粉体复合效果和满足热喷涂、激光熔覆直接送粉的要求，具有很强的工程价值和应用前景。同时，发明了一种带有搅拌功能的制备微纳米复合粉体用球磨罐，解决了球磨时粉体在罐底沉积的难题，该装置结构紧凑，控制简单，与现有主流球磨机具有很好的适配性，实用性强。　　(2)鉴于激光熔覆是一个快速加热与冷却的过程，在当前技术下通过实验获得温度场分布规律十分困难，同时在用实验方法对其工艺参数进行优化的工作量也很大。利用有限元分析模拟了TC11合金表面上激光熔覆MCrAlY涂层的温度场，并对其激光工艺参数进行了优化，获得了在TC11合金上制备MCrAlY熔覆涂层的最优工艺参数，为实验用激光工艺参数提供了较为可靠的依据。　　(3)采用OM、EDS、XRD等手段及显微硬度计，对添加不同含量纳米氧化铈的MCrAlY熔覆涂层的微观组织、相结构及横切面硬度分布进行了较为系统的研究，并初步讨论了纳米氧化铈对MCrAlY熔覆涂层微观组织的影响机制。研究表明:添加纳米氧化铈后，涂层组织的均匀性得到明显改善，熔覆层中气孔、成分偏析等缺陷消失，枝晶析出物被打断，胞状组织被细化;同时，涂层过渡区的硬度变化梯度减小，其硬度沿横切面的分布也更加均匀。其中，以添加6％的纳米氧化铈对熔覆涂层组织及硬度分布的改善最为明显。　　(4)根据MCrAlY高温防护涂层的服役要求，考察了添加不同含量纳米氧化铈的MCrAlY熔覆涂层的等温氧化行为、热腐蚀行为和热震行为;同时，较为系统地讨论了纳米氧化铈对MCrAlY熔覆涂层高温防护性能的作用机制。研究表明:加入纳米氧化铈后，涂层的高温防护性能均好于未添加纳米氧化铈的涂层;其中，添加6wt.％纳米氧化铈对涂层抗氧化性能和抗热腐蚀性能的改善最为明显，添加4 wt.％纳米氧化铈对涂层抗热震性能最佳;纳米氧化铈对涂层高温防护性能的改善，主要归因于添加纳米氧化铈后充分发挥其特有的细化组织/活性效应的协同作用。　　综上所述，本文提出的TC11合金表面制备纳米氧化铈增强的MCrAlY熔覆涂层技术，具有较好的工程价值和应用前景;同时，采用该技术所制备的纳米氧化铈增强的MCrAlY涂层，具有很好的高温防护性能，能够较好地满足航空发动机压气盘、叶片、鼓筒等关键部件的服役要求。