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自蔓延高温合成（SHS）是一种利用反应物之间产生的高化学反应热，短时间内合成所需材料的新技术，因其具有传统涂层工艺无法比拟的诸多优点，得到了广泛应用。本文在分析SHS的热力学、动力学、燃烧机理、优点及应用等文献的基础上，将SHS技术应用于钢管内衬涂层，采用重力分离SHS法，成功地制备出了隔热、减摩、耐蚀的热障涂层。采用重力分离SHS技术制备陶瓷内衬复合管，在钢管内壁涂覆TiC、Al2O3陶瓷涂层；通过金相观察、X射线衍射分析、SEM形貌分析以及EDS能谱分析等表征手段，对陶瓷内衬涂层进行了组织研究，并进行了致密性、抗热震、耐腐蚀等方面的性能研究。考察了管径大小、装料密度、添加剂种类及含量对涂层组织与性能的影响；最后对热障涂层进行了理论分析。论文取得了以下主要结果：（1）采用本重力分离SHS法，成功地制备出了隔热、耐磨、耐蚀的热障涂层。由于反应液相中的Fe与Al2O3两相分离不完全，Fe在钢管基体和内衬陶瓷层之间形成金属过渡层，其界面结合良好。陶瓷层中存在的铁颗粒和空洞随SiO2含量的减少而减少。（2）涂层以Al2O3相为主，还有较多的FeA12O4相。添加剂不改变涂层的主要相组成。但是，适量地添加MgO时，FeA12O4相消失，产物主要相为Al2O3相。（3）装料密度增加，陶瓷层厚度变大，孔隙率减小；管径增大，涂层硬度随之增大。充填密度为1.5g/cm3时，陶瓷层孔隙率最小，达9.0%，厚度最大为1.6mm。管径25cm时涂层孔隙率最小，硬度最大，达1917HV。（4）涂层硬度较基材硬度有较大提高，均可达1100HV以上。随SiO2含量增加及CrO3含量的减小，内衬陶瓷层厚度增加，孔隙率先变小后增加，密度先增大后减小，当添加2%SiO2+6%CrO3时，涂层孔隙率最小，硬度最大；添加剂为Al2O3、ZnO、TiO2、MgO时涂层硬度也较高，其中添加TiO2的涂层硬度最高，可达1490HV。（5）热震实验结果表明，添加2%SiO2的涂层试样，其抗热震性能最好。腐蚀失重实验显示添加4%SiO2+4%CrO3的涂层耐蚀性最好，XRD分析结果显示，腐蚀过程中发生反应的相主要为FeA12O4相和Mg2SiO4相。（6） Al2O3/TiC涂层样品主要相为Al2O3相和TiC相，添加Ni的样品涂层中还有较多Cr相及AlNi相。Al2O3/TiC涂层硬度较大，且致密度较高。添加Ni的样品致密度和硬度都有进一步的提高，抗热震性也有提高，但腐蚀失重率有所增加。（7）摩擦磨损实验显示涂层相比钢材具有较小的摩擦系数，证明其具有较好的减摩性能。参照钢管的一维稳态导热模型，从理论上分析并计算热障涂层的隔热效果，结果显示热障涂层的隔热温差可达532K，具有良好的隔热效果。