航空发动机叶片采用镍基单晶高温合金作为基材时,通常需要添加高温防护涂层以满足叶片的服役温度要求。然而由于元素成分的差异,涂层与合金基体在高温条件下不可避免地会发生元素互扩散现象。元素互扩散不仅会极大地降低涂层的抗氧化性能,还使合金基体中形成互扩散区（IDZ）和二次反应区（SRZ）,并析出拓扑密堆（TCP）有害相,这将严重影响高温合金的机械性能。在涂层和基体间添加扩散阻挡层是解决上述问题最直接有效的途径。因此本论文主要研究AlTiCrNiMo、Al Co Cr Ni Mo高熵合金（HEA）和Cr Si2等新型扩散障,对涂层与基体间元素互扩散行为以及抗氧化性能的影响。本文选用第二代镍基单晶高温合金（N5）作为基材,采用磁控溅射技术分别在N5基材表面制备AlTiCrNiMo、Al Co Cr Ni Mo和Cr Si2扩散障,然后采用电弧离子镀技术在扩散障表面沉积NiAlHf高温防护涂层。利用X射线衍射仪（XRD）、电子探针显微分析（EPMA）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等实验手段,并结合Hit.DIC扩散模拟分析研究了高温环境下不同扩散障对涂层及基材间元素互扩散行为的影响,同时通过恒温氧化试验比较其抗氧化性能。主要研究结论如下:（1）为了克服传统金属扩散障与涂层和基体的化学匹配性不足的问题,采用AlTiCrNiMo高熵合金（HEA）作为阻扩散材料。在1100℃静态恒温氧化条件下,研究AlTiCrNiMo对涂层体系元素互扩散行为和抗高温氧化性能的影响。结果显示,氧化100 h后,相比于无扩散障体系,合金基体的IDZ+SRZ深度减少10μm,NiAlHf涂层中也并未出现γ’-Ni3Al“贫铝通道”,说明AlTiCrNiMo高熵合金能够有效地抑制涂层和合金基体之间的元素互扩散。并且NiAlHf涂层中析出块状Laves C15相,但仍然存在棒状或针状TCP有害相（μ相）,这是由于Ti元素促进γ相向γ’相的转变形成析出相。氧化300 h后,涂层体系的单位面积氧化皮脱落量为10.21 mg/cm~2,降低了23%。（2）为了进一步提升高熵合金阻扩散效果,将Ti元素替换为Co元素,选用Al Co Cr Ni Mo高熵合金层作为扩散障。结果显示,1100℃恒温氧化过程中含Al Co Cr Ni Mo高熵合金扩散障的涂层体系无IDZ和SRZ区域,无针状或棒状TCP有害相析出,仅有块状Laves C15强化相析出,说明Al Co Cr Ni Mo层具有优异的阻扩散效果,这主要归结于三方面:一是高熵合金自身的缓慢扩散效应减缓元素互扩散;二是在氧化过程中扩散障自发形成Al2O3层从而阻碍元素互扩散;三是扩散障的Co元素能够稳定γ/γ’相结构,抑制TCP等有害相的析出。此外,氧化300 h后,涂层体系单位面积的氧化皮脱落量为8.03 mg/cm~2,降低了39%。（3）针对传统陶瓷扩散障与涂层、合金基体的热膨胀系数不匹配的问题,采用热膨胀系数与合金相近的Cr Si2作为扩散障,研究1100℃和1200℃下Cr Si2扩散障对N5/NiAlHf体系的互扩散行为和抗氧化性能的影响。结果显示,在1100℃下氧化100 h后,相比于无扩散障体系,含Cr Si2扩散障的NiAlHf涂层中也未出现γ’-Ni3Al相,说明Cr Si2能抑制涂层Al的内扩散,但合金析出块状TCP相（P相）尺寸增加,氧化300 h后,涂层体系单位面积的氧化皮脱落量为7.45 mg/cm~2,降低了43%。在1200℃氧化200 h后,涂层没有形成Kirkendall效应,依然存在β-Ni Al相,体系单位面积的氧化皮脱落量为16.34 mg/cm~2,降低了26%。综上所述,以AlTiCrNiMo、Al Co Cr Ni Mo高熵合金和Cr Si2为扩散障的NiAlHf防护涂层体系具有更优良的抗氧化性能,证实了高熵合金和Cr Si2材料具有抑制元素扩散的作用。这对于合理选择和设计高熵合金和陶瓷扩散障具有很好的参考价值。