锆合金具有热中子吸收截面小,机械性能、抗辐照性能优良等特性,被广泛应用于核燃料包壳材料和堆芯结构材料,但在实际应用过程中容易因耐磨、抗腐蚀能力和高温抗氧化能力不足而损坏。与其他表面改性技术（等离子喷涂、物理气相沉积等）相比,激光熔覆可使涂层与基体形成冶金结合,从而大大提高其结合力,被广泛应用于表面改性领域。因此,本课题以Ni、Si C混合粉末为熔覆材料,通过激光熔覆技术在Zr-4合金表面制备复合涂层来提高其表面的耐磨性、耐腐蚀性和高温抗氧化性等性能。利用X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、球盘摩擦磨损仪、电化学腐蚀和高温氧化炉等仪器对熔覆层的组织和性能进行检测和分析,主要研究内容及得出的结论如下:（1）探索了熔覆层的较优工艺参数。设置了Ni+5%Si C、Ni+10%Si C、Ni+15%Si C、Ni+20%Si C四种粉末配比,在Ni+20%Si C粉末配比下研究了熔覆层在不同工艺参数下的组织形貌和力学性能,确定较优工艺参数为:预置涂层厚度为0.3 mm,激光功率为400 W,扫描速度为10 mm/s,光斑直径为2.5 mm,氩气流量为5 L/min,搭接率为50%。（2）在较优工艺参数下,研究了不同粉末配比对熔覆层组织和物相的影响。结果表明熔覆层的表面形貌随着Si C含量的增多而逐渐变好;熔覆层的基体组织主要是由Ni Zr、Ni3Zr和Ni10Zr7组成,并有少量的C、Si原子固溶在Zr基体里形成Zr（C、Si、Ni）固溶体,增强相主要是由树枝状(Zr C0.7)、长条状（Zr Si）和颗粒状（Zr C）的组织组成,随着Si C含量的增加,晶粒细化,增强相逐渐变多,熔覆层的组织变得越来越致密。（3）在较优工艺参数下,研究了不同粉末配比对熔覆层性能的影响。结果表明四种粉末配比熔覆层的硬度和耐磨性提升效果显著,并且随Si C含量的增多,硬度和耐磨性呈逐渐上升的趋势,其中20%Si C试样的硬度最高为852.2 HV,约为Zr基材的5倍,磨损量约为基材的1/10,熔覆层的磨损机制表现为轻微的磨粒磨损+少量的黏着磨损。此外,四种粉末配比试样的耐腐蚀性能均得到了提高,随着Si C含量的增加,耐腐蚀性能先上升后下降,当Si C含量为15%时,熔覆层的耐腐蚀性能最好。在800℃高温下氧化一个小时之内,四种粉末配比试样的高温抗氧化性能均优于基材,并随着Si C添加量的增多,抗氧化性能逐渐提高,但氧化一个小时之后,熔覆层出现龟裂现象,抗氧化性能开始下降,氧化5个小时后,5%Si C试样的氧化增重最多。