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铼（Re）以其优良的高温力学性能、化学惰性和抗磨损能力,是发展国防、航空航天等现代高技术领域极其重要的材料。本文以高性能Re推力室的高效制备为背景,在国内首次开展熔盐电沉积（ED）Re的工艺及性能研究。首先设计搭建熔盐制备和熔盐电沉积系统,开展熔盐的制备与Re离子稳定性研究,探索电沉积工艺条件对Re涂层组织结构的影响规律,总结不同组织结构Re涂层的最优沉积工艺条件,在此基础上制备厚壁Re层和Ir/Re推力室典型构件,并分别对其力学性能和高温扩散行为进行研究。研究了Re盐（K2ReCl6）的制备工艺及氯化物体系电沉积用混合熔盐的制备方法,并对混合熔盐中Re离子的稳定性进行了研究。结果表明,K2ReCl6的最佳制备温度为560℃,最大转化率接近95%。K2ReCl6在溶解过程中会发生歧化分解,生成Re单质和气态ReCl5。采用溶解K2ReCl6结合原位氯化的方式可以有效抑制K2ReCl6的分解,实现电沉积用混合熔盐的高效制备。在氯化物混合熔盐中存在+4价铼离子Re（Ⅳ）和+3价铼离子Re（Ⅲ）的平衡,Re（Ⅲ）稳定性差,易在界面处发生歧化反应生成Re（Ⅳ）和Re。随着气氛中微量氯气的引入,以及熔盐中阳离子半径的增大（Na+→K+→Cs+）,Re（Ⅲ）向Re（Ⅳ）转变,Re（Ⅳ）在混合熔盐中的稳定性逐渐提高。研究了电沉积工艺条件对Re涂层微观组织结构的影响规律。结果表明,在研究的工艺参数范围内,Re的电沉积过程主要由电化学反应步骤控制,随着熔盐温度的降低、电流密度的升高和Re离子浓度的降低,电沉积过程的控制步骤逐渐由电化学反应向传质过程转变,由此引发Re涂层生长形态和择优取向的逐步转变。熔盐电沉积Re涂层具有较宽的制备工艺窗口,在熔盐温度800～880℃,Re离子浓度1～5 wt.%,电流密度20～50 mA/cm2的工艺区间内可以制备出表面平整致密的Re涂层。随着熔盐中CsCl含量的增大,电流密度的升高和熔盐温度的降低,传质过程逐渐成为速率控制步骤,此时有利于获得具有尖锐晶粒表面的“黑铼”涂层。随着熔盐温度的升高、电流密度和熔盐中氧含量的降低,Re涂层的择优生长取向按照<100>→<110>→<002>的规律转变,生长模式由“垂直生长”转变为“侧向生长”。Re涂层的生长过程可以分为三个不同阶段,第一阶段Re（Ⅳ）按照“单电子还原-歧化耦合机制”进行,形成电沉积初期的微纳米尺寸晶粒;第三阶段Re（Ⅳ）按照“连续电荷转移机制”进行,形成细小而连续的柱状晶;第二阶段对应着前两种机制的过渡和混合。研究了电铸工艺条件对Re涂层表面质量、组织结构和力学性能的影响。结果表明,熔盐中CsCl含量主要影响涂层表面质量,CsCl含量过高或过低都会导致电铸样品表面出现瘤状突起,但对电铸Re的组织结构和力学性能影响不大,不同CsCl含量的熔盐中制备的Re都呈细小连续的柱状晶组织,平均抗拉强度均大于750 MPa,延伸率均小于5%。不同CsCl含量的熔盐中制备的Re经高温退火后组织结构和抗拉强度呈现不同的变化趋势,CsCl含量小于40 wt.%时,随退火温度的升高,Re的组织结构按照细小柱状晶→细小等轴晶→粗大等轴晶→粗大柱状晶的顺序变化,抗拉强度总体上呈下降趋势;CsCl含量大于60 wt.%时,随退火温度的升高,晶粒尺寸长大不明显,且涂层出现明显分层,抗拉强度反而有所升高。不同CsCl含量的熔盐中制备的Re经高温退火后延伸率随退火温度的升高均呈上升趋势,由小于5%逐步提高至15～20%。采用低电流密度（25 mA/cm2）制备的Re表面质量明显改善,抗拉强度提高至～1000 MPa,延伸率无明显变化。综合考虑电铸Re的表面质量和力学性能,采用CsCl含量40～60 wt.%,电流密度25 mA/cm2的电铸工艺,结合1200～1400℃的退火处理可以获得表面质量和综合力学性能最佳（抗拉强度～800 MPa,延伸率～20%）的电铸Re制品。电铸Re的纯度大于99.98%,密度达到了理论值的99.6%。制备了不同尺寸的Ir/Re推力室典型构件,并对其高温扩散行为进行了研究。结果表明,熔盐电铸时,电极间距变化对Re层沉积均匀性影响不大。因此,该工艺易于在复杂形状的芯模表面获得厚度均匀的Re沉积层,适于异型回转体Re薄壁构件的净成型制备。采用半无限大扩散模型研究了1400～2000℃间ED Ir/ED Re扩散偶中Re向Ir中的扩散行为,计算得到了Re向Ir中的扩散系数和扩散激活能（0.98 eV）。随着退火温度的升高,扩散机制逐渐由Re向Ir中的单向扩散为主转变为Ir/Re互扩散,且Ir向Re中的扩散逐渐占优。