采用电镀Ni+粉末包埋渗Al法在纯Cu表面制备CuNi固溶体/Ni/NiAl金属间化合物梯度涂层。在课题组前期的研究中发现,涂层Cu-Ni界面存在较多孔洞,Ni2Al3相转变为NiAl相的临界条件是什么,渗AI层形成的机理是什么,如何设计和实现涂层的结构,如涂层总厚度及各层厚度,这些问题都有待进一步探索。本文在前期研究的基础上,试图解决上述问题,通过采用光学金相显微镜、场发射扫描电镜、X射线衍射图谱、EDS能谱等分析样品的表面形貌和相组成以及截面的元素分布,并测量了涂层的显微硬度、抗高温氧化性能、耐磨性能以及抗热震性能,进一步探索了涂层制备工艺,取得了一些研究成果。在纯Cu表面电镀Ni层,研究了电流密度、pH值和添加剂糖精对Ni沉积速度、镀层表面形貌、硬度以及对后续渗Al过程中的Cu-Ni扩散和渗Al层的影响。结果表明,提高电流密度、降低pH值和加入糖精均使Ni沉积速度提高,电流密度的提高使镀层晶粒细化,高电流密度与低pH值有利于(111)晶面择优取向,糖精的加入有利于(200)晶面择优取向。镀层晶粒的细化和(200)晶面择优取向有利于Cu-Ni、Ni-Al的扩散。通过对镀Ni层样品进行热处理,模拟渗Al过程,探索了温度和时间对Cu-Ni扩散速度及扩散层成分分布的影响以及Cu-Ni界面孔洞形成的原因。结果表明,提高扩散温度,可以显著提高Cu-Ni的扩散速度,Cu-Ni扩散速率随着时间的延长而减小。Cu-Ni界面的孔洞是由于Cu扩散速率大于Ni的可肯达尔效应造成的,要减少孔洞的形成,需要降低Cu扩散速率,制备致密度高、缺陷少的Ni镀层。研究了渗Al工艺对渗AI速度及渗层组织的影响,并分析渗Al层形成过程及机理。结果表明,在600℃-750℃范围内,渗层厚度随着渗Al温度的提高而增加。在1-3h范围内,Ni-Al的扩散反应速率随着时间的延长而减小。CeO2的加入使渗层表面晶粒细小、平整,但渗层内产生了较多空洞,Ce02的加入反而限制了渗A1速度,其影响较为复杂。不同渗Al参数并不影响渗层的相组成,均为单相Ni2Al3。研究了不同温度(850℃-1000℃)氧化过程中Ni2Al3相的相变过程。结果表明,渗层Ni2Al3相在高温氧化过程中会优先转变为Ni3Al相,但随着氧化时间的延长,会逐渐转变为NiAl相,且当温度越高,转变为NiAl相所需要的时间就越短。在高温下,NiAl相比Ni3Al相更稳定。分析了渗Al层形成过程与机理,并发现涂层总厚度约等于镀Ni层厚度与渗Al层厚度之和。采用优化的电镀工艺：电流密度为0.6A/dm2,镀液pH值为5.5,不加任何添加剂条件下电镀2.5h,并在渗Al温度650℃下扩散渗Al1h,制备了总厚度为50μm的CuNi固溶体/Ni/Ni2Al3梯度涂层,测试了涂层的性能。研究结果表明,采用上述工艺基本上解决了课题组前期遗留下来的一系列问题,涂层与基体以及Ni与Ni2Al3之间结合良好,渗Al层的硬度达到了HV900,在800℃下氧化60小时后的氧化增重为1.156mg·cm-2,渗层平均摩擦系数约为0.477,样品在500℃和700℃下的热震次数均达到了20次以上。涂层的硬度、耐磨损性能以及抗高温氧化性能都要明显优于纯Cu以及纯Ni镀层,涂层具有良好的抗热震性能。