碳材料凭借着优异的高温稳定性、高熔点等性能,被广泛运用在航空航天等领域。但碳材料在450℃以上的有氧环境中易氧化,内部结构被破坏导致机械性能严重下降,从而限制其在高温有氧环境中的应用。涂层改性技术可提升碳材料抗氧化性能,以Si C、Ti B2、Zr B2和Ta B2为代表的难熔金属碳化物、硼化物等具有高熔点、抗氧化、抗烧蚀和化学稳定性等特点,常用于碳材料表面宽温域防护。本文采用的激光熔覆作为一种新兴技术用于材料表面改性,具有高效率、可调控、性能优异等优点。本文用碳材料作为基体,通过预置涂层激光熔覆技术在碳基体上分别制备Ti B2-Ta B2-Zr B2-Si C-Cr Si2抗氧化涂层和硅基复合涂层,研究涂层成分对涂层相组成、形貌、力学性能和抗氧化性等的影响;采用激光烧蚀和1500℃等温氧化分别对涂层抗烧蚀和抗氧化性能进行评估,并探究其机理。具体结论如下:（1）设计了16组Ti B2-Ta B2-Zr B2-Si C-Cr Si2基系列组分,激光熔覆后5#、1#、11#划痕附着力最大,分别为10.1±1.12N、9.8±0.32N和9.6±1.16N;5#、11#的失重量和失重百分比亦最低,分别为1.95±0.81mg、0.38±0.15%和1.97±0.15mg、0.38±0.05%。另外,5#激光烧蚀的失重量最低,为4.9±0.49mg;而激光烧蚀后涂层划痕附着力不降反升（提升幅度参差不齐,9.7%-449.4%）,14#涂层划痕附着力达到20.02±1.02N,表现出较强的抗激光烧蚀能力。综合氧化增重和划痕附着力等实验结果,两组中综合性能较优的组分分别为:T3（Ta25-Zr20-Ti35-Si C10-Cr Si210）和Z4（Ta35-Zr25-Ti20-Si C10-Cr Si210）。（2）经过五次激光烧蚀后,涂层表面变得更加平整、致密,无明显的裂纹、孔洞等缺陷,涂层形貌得到改善。经激光高温烧蚀作用后,XRD结果显示出现明显的馒头峰,生成的Ta O2及Si O2等氧化产物具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性,提高了涂层的抗氧化能力。烧蚀后的涂层表面还有大量的Zr O2、Ti O2,抑制了氧气向涂层内部扩散。1500℃下的高温抗氧化实验结果表明:涂层表面氧化产物Si O2、Zr O2、Ta2O5和Ti O2等进一步发生固相反应,生成Zr Si O4,Cr Ta O4等复合产物,这些复合产物与Si O2-B2O3玻璃层的协同抗氧化作用,很好的抑制了氧气向涂层内部的进一步扩散。（3）设计了硅基复合涂层正交实验,研究硅化物涂层成分对其划痕附着力等性能影响,实验结果表明:各原料的最优水平含量为:Si C 40wt%、Mo Si212%、Cr Si210%、Ti Si28%;影响因素中Mo Si2+Ti Si2＞Si C+Cr Si2,划痕附着力最大为13.25±1.45N。（4）涂层激光熔覆前后质量损失随碳化硅含量的增加而增加,失重率也随之增加。减少Si C相的含量可以降低涂层的质量损失,当Si C含量降低到35%,Cr Si2含量增加到15%时,涂层的失重率明显增加,说明当达到临界含量时,涂层的失重率反向迅速增加。涂层表面形成非晶玻璃氧化层,涂层中Si、Si C和Mo Si2的衍射峰明显,说明涂层具有良好的稳定性;涂层表面的孔洞主要分布在激光熔覆搭接区。随Si C的加入,致使涂层表面的孔洞周围出现疏松多孔、呈海绵状的硅氧化产物结构。涂层表面在激光烧蚀的过程中逐渐剥离,表面的孔洞等缺陷形成氧气通道,造成烧蚀性能严重下降。