本文利用电弧离子镀(AIP)结合低压气相沉积渗铝制备了一种梯度NiCrAlYRe涂层，采用热重分析(TGA)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDX)、电子探针(EPMA)和X射线衍射(XRD)等分析手段，研究了该涂层的组织结构和高温氧化行为。　　 主要内容包括：　　 1.梯度NiCrAlYRe涂层的制备和微观结构分析　　 采用电弧离子镀MCrAlY+低压气相沉积渗Al复合涂层的方法在DD32镍基单晶高温合金基体上制备出外层富Al、中间层富Cr的梯度NiCrAlYRe涂层。渗Al工艺如下：渗剂为Fe-50wt.％Al合金粉，4wt.％NH4Cl活化剂，渗铝制度为950℃保温4小时，压力控制在0.02-0.06MPa，属于中温中活度渗铝。涂层结构分为三层：外层富Al，由单相β-NiAl构成；中间层富Cr，由γ、γ、β-NiAl和α-Cr四相组成；内层为互扩散区，主要为γ、γ、α-Cr以及少量TCP相。涂层中Al呈梯度分布，Cr富集于中间层。涂层渗铝过程中，同时发生Al向内扩散和Ni向外扩散，但以Ni向外扩散占主导。　　 2.梯度NiCrAlYRe涂层的循环氧化行为　　 在1100℃循环氧化过程当中，梯度NiCrAlYRe涂层的氧化增重速率明显低于普通NiCrAlYRe涂层，其氧化膜抗剥落能力也明显优于普通NiCrAlYRe涂层。梯度NiCrAlYRe涂层中丰富的Al存储相β-NiAl，促进了氧化初期保护性α-Al2O3膜的快速形成，并保证了在氧化时间延长，Al不断损失的条件下α-Al2O3保护膜的稳定性和连续性。对比两种涂层的氧化膜厚度，发现梯度涂层的氧化膜明显薄于普通涂层。薄氧化膜承受较小的生长应力和热应力，空洞在氧化膜和基体界面处的形成几率也较小，因此梯度涂层氧化膜抗剥落能力更优。另外，氧化过程中，合金和涂层互扩散区中存在的大量α-Cr相起了“扩散障”作用，在一定程度上抑制了Al向合金基体内的扩散。Re元素主要偏聚于α-Cr相当中，在氧化后涂层中观察到两种不同Re含量的α-Cr相共存。　　 3.梯度NiCrAlYRe涂层的恒温氧化行为　　 900、1000和1100℃恒温氧化初期，梯度NiCrAlYRe涂层的氧化速率低于普通NiCrAlYRe涂层。900℃氧化后期，两种涂层氧化增重大致相当，而1000和1100℃长时间氧化后，梯度涂层氧化增重仍明显低于普通NiCrAlYRe涂层。因此，相对于普通涂层，梯度NiCrAlYRe涂层具有更好的抗长期氧化性能。900℃氧化时两种涂层上都观察到亚稳态θ-Al2O3的生长，但相对于普通涂层，梯度涂层更有利于θ-Al2O3的生长，这可能与涂层表层不同相结构有关。梯度涂层表层主要为单相β-NiAl，普通涂层表层为γ、γ和α-Cr相。β-NiAl在900℃左右氧化时常常有θ-Al2O3的生成，而普通NiCrAlYRe涂层表层中存在的Cr和Re对θ-Al2O3的生长却可能起到抑制作用。另外，梯度NiCrAlYRe涂层在1000℃氧化时，稳态氧化阶段的氧化速率甚至比900℃时还要小。这种反常氧化现象与氧化膜中θ→α相转变有关。梯度涂层900℃氧化时，表面氧化膜为θ-Al2O3和α-Al2O3的混生结构，而在1000℃的稳态氧化阶段，氧化膜主要由α-Al2O3构成。相对于α-Al2O3，θ-Al2O3具有高的生长速率，其保护性较差，故氧化60小时后，梯度涂层1000℃时氧化增重比900℃时低。