在涉氢领域,不锈钢作为常用结构材料,在工作过程中常与高温高压氢直接接触。氢的强渗透性易导致不锈钢发生氢损伤,且氢同位素的渗透泄漏会对周围环境产生污染。为降低氢及其同位素的渗透率,在结构材料表面制备阻氢涂层成为行之有效的解决方案。本文采用射频磁控溅射的方法,首先通过改变溅射压力、溅射功率和溅射气氛,优化了涂层的制备工艺,进而分别制备Al₂O₃、Cr₂O₃、Y₂O₃和ZrO₂（8%Y₂O₃）四种单层氧化物陶瓷涂层,并对其结构状态和阻氢性能进行研究,得出Al₂O₃涂层为非晶状态,其他三种涂层均为晶体结构,其中Y₂O₃陶瓷涂层阻氢性能最好。在此基础上对上述四种单层氧化物陶瓷涂层按照热膨胀系数递减的顺序进行复合,分别制备晶体/非晶、非晶/晶体和晶体/晶体三种不同结构类型的双层复合陶瓷涂层,用以缓解高温热应力的产生,提高涂层高温稳定性。重点研究了界面引入对复合陶瓷涂层阻氢性能的影响,并与单层氧化物陶瓷涂层进行比较。结果表明,非晶/晶体结构的Al₂O₃/Y₂O₃双层复合陶瓷涂层在700℃@80k Pa氢渗透压下,氢渗透阻挡因子（Permeation resistance factor,PRF）为536,是单层Y₂O₃涂层的2倍,是晶体/非晶结构Y₂O₃/Al₂O₃涂层和晶体/晶体结构ZrO₂（8%Y₂O₃）/Y₂O₃涂层的5倍。可见,非晶/晶体结构复合陶瓷涂层的阻氢性能最好,为后续复合陶瓷涂层的研究提供理论依据和价值指导。