制备合适的涂层是提高航天器材料抗原子氧侵蚀性能的关键。MAX相材料由于其独特的层状结构,具有非常优良的机械性能、抗氧化性能以及较高的损伤容限,在空间防护涂层领域有着非常巨大的潜力。MAX相作为航天器材料防护涂层的备选材料,一方面我们要对MAX相涂层材料的制备方法进行探究,另一方面我们需要选取合适的MAX相材料进行空间环境模拟实验,来评价其在空间环境中对航天器的防护效果。本文重点从这两方面入手,探究了简单三元系和高熵MAX相涂层在单晶基底上的制备方法,以及MAX相涂层在合金基底的制备工艺。使用磁控溅射的方法成功制备了V2Sn C、Nb2Al C、Zr-Al-C、（Ti Cr VNb Ta）2Al C涂层和具有择优取向的（Ti Cr VNb Ta）2Al C和（Ti VCr）2Al C涂层。重点研究了所制备涂层的组成成分、宏观形貌和物相组成。结果表明所制备涂层均有MAX相生成,另外MAX相晶粒在界面处的随机形核,然后竞争性生长形成了涂层的择优取向。另一方面,本文重点研究了MAX相涂层的力学性能以及抗原子氧侵蚀性能。所制备涂层的纳米硬度在12～20 GPa的范围内,杨氏模量在280～330 GPa的范围内。与文献中报道以及实验室制备的块体材料相比,所制备的MAX相涂层具有更高的纳米硬度以及杨氏模量。另外本文对Zr-Al-C涂层的抗原子氧侵蚀性能进行了研究。通过划痕试验估计Zr-Al-C涂层与基体之间的附着力为18 N。经过30次冷热冲击试验,Zr-Al-C涂层完好无损,无裂纹剥落现象。ZIRLO/Zr-Al-C在原子氧环境30 h内的氧化速率低于Zr合金,说明在一定的原子氧剂量下,Zr-Al-C涂层可以保护Zr合金。进一步增加原子氧暴露时间,Zr-Al-C涂层上形成Zr O、Zr O2、Al2O3。同时,Zr-Al-C涂层表面碳元素氧化形成挥发性氧化物,如CO和CO2,形成了较多的气孔使得原子氧进一步渗透到Zr-Al-C涂层内部,继续原子氧的侵蚀作用。考虑Zr-Al-C涂层对Zr合金在一定的原子氧暴露剂量下的保护效果,可以根据得到的Zr-Al-C涂层厚度的线性规律计算保护时间,并设计实验。综上所述,这些结果对MAX相在航天器环境中的应用有一定的借鉴意义。