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镍基单晶高温合金具有优良的高温力学性能,而MCrAlY涂层具有优异的抗高温腐蚀性能。二者结合在一起可以大幅度的提高先进航空发动机和燃气轮机叶片的使用温度,进而提高其效率。然而,在高温下MCrAlY涂层与单晶高温合金基体的互扩散不但使MCrAlY涂层的使用寿命大幅度降低；而且,在涂层与基体间形成的二次反应区会明显降低单晶高温合金的蠕变断裂寿命。在涂层与基体间施加扩散障来阻挡互扩散是解决这一问题的有效途径,而活性扩散障既有良好的阻扩散效果又能和涂层与基体保持良好的结合力。本文采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)在镍基单晶高温合金多弧离子镀(MAIP) NiCrAlY涂层体系中加入YSZ扩散障。利用SEM (EDX)、XRD、EPMA和TEM等分析检测手段,研究了NiCrAlY涂层体系的互扩散行为、YSZ扩散障的有效性及对NiCrAlY涂层体系氧化性能的影响。主要内容包括：在1000℃下恒温氧化1000h和1100℃下恒温氧化200h,以及在950℃下循环氧化1000h和1050℃下循环氧化300h的四组试验中,由于NiCrAlY涂层与Rene N5基体合金的互扩散,在涂层与基体之间从上到下依次形成了富Cr(Re, W)层、互扩散区(IDZ)和二次反应区(SRZ)。而YSZ层能分别与NiCrAlY涂层和基体合金中的A1元素发生反应,在NiCrAlY/YSZ与YSZ/N5的两个界面处形成了两层连续、致密、平直的α-Al2O3层,有效的阻挡了涂层和基体合金间元素的互扩散。YSZ+NiCrAlY涂层在950℃下循环氧化1000h后,YSZ层与内层α-Al2O3结合界面发生局部开裂。而其它三组试验中,内、外层α-Al2O3的所有界面结合良好。此外,在四组试验中,YSZ+NiCrAlY涂层较NiCrAlY涂层具有更好的抗高温氧化性能,其主要原因在于YSZ层有效的阻挡了NiCrAlY涂层中对氧化有益的“第三元素”Cr向基体合金的扩散和基体合金中对氧化不利的W, Ta等元素向涂层的扩散。针对YSZ层与内层α-Al2O3局部开裂的问题,在YSZ层与基体合金间用磁控溅射技术预沉积一层纳米晶的Ni3(Al,Hf)。在1000℃下恒温氧化1000h和950℃下循环氧化1000h的两组试验中,Ni3(Al, Hf)层能使YSZ层在两侧形成厚度相当的两层连续、致密、弯曲的α-Al2O3,有效的阻挡了涂层和基体合金间元素的互扩散。而且,两组试验中内、外层α-Al2O3的所有界面结合良好。Ni3(Al, Hf)+YSZ+NiCrAlY涂层与YSZ+NiCrAlY涂层的抗氧化性能没有区别,但加入纳米晶Ni3(Al, Hf)层有效的解决了YSZ层与内层α-Al2O3界面局部开裂的问题。在1100℃下恒温氧化200h和1050℃下循环氧化220h的两组试验中,NiCrAlY涂层与DD6基体合金发生了剧烈的互扩散。与NiCrAlY/N5体系不同的是,NiCrAlY/DD6体系在涂层和基体间自上而下只形成了互扩散区和二次反应区。YSZ扩散障层同样能够分别与NiCrAlY涂层和DD6基体合金中的Al元素发生反应,在NiCrAlY/YSZ与YSZ/DD6的两个界面处形成两层连续、致密、平直的α-Al203。YSZ扩散障有效的阻挡了涂层和基体合金间元素的互扩散和提高NiCrAlY/DD6体系的高温抗氧化性能。此外,薄的YSZ层有利于减少涂层中Al元素的消耗,但其对界面结合力的影响还有待于进一步研究。