事故容错燃料包壳是2011年福岛核事故后为解决核泄漏安全问题提出的新一代核燃料包壳，能够在一定时间内保障核燃料包壳在高温条件下的力学性能和结构完整性。本文使用半导体激光器，分别采用同步送粉和预置粉末两种方式在现有Zr-1Nb合金燃料包壳上采用激光熔覆工艺制备抗高温氧化涂层，以期达到事故容错燃料包壳性能。借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、拉曼对激光熔覆层进行组织、成分及物相分析，采用TGA热重分析仪表征材料的抗高温氧化性能。结果表明:　　采用同步送粉和预置粉末两种方式在现有Zr-1Nb合金燃料包壳上采用激光熔覆工艺制备纯Cr抗高温氧化涂层，对Cr涂层熔覆样品和涂层高温氧化后样品的微观结构进行了表征。结果表明，熔覆表面有一层氧化层，氧化层主要由ZrO，ZrO2，Cr2O3等构成。熔覆后涂层中主要是Cr相，与基体界面处主要为ZrCr2，Zr2Cr等物相。同步送粉由于热输入量过大导致涂层稀释率太高和基体热影响过大，但是涂层冶金质量良好，孔隙率低。预置粉末涂层稀释率较低，但是孔隙率较同步送粉高一些。采用TGA热重分析仪表征Cr涂层对在水蒸气环境下抗高温氧化性能。在对比试验中，Zr基和Cr涂层样品，在加压的1200℃的蒸汽环境中氧化3000s。得出与Zr基合金管相比，Cr涂层样品在不同工艺参数试验后都显示出较低的氧化增重。其中预置粉末氧化增重最低约为2300mg/dm2，同步送粉氧化增重约为3000mg/dm2。高温氧化后在表面主要形成致密不易分解Cr2O3氧化膜。　　采用同步送粉和预置粉末两种方式在现有Zr-1Nb合金燃料包壳上采用激光熔覆工艺制备FeCrAl抗高温氧化涂层，其中预置粉末包括单一FeCrAl层和以Cr层为过渡的复合Cr+FeCrAl涂层。对FeCrAl涂层熔覆样品和涂层高温氧化后样品的微观结构进行了表征。发现熔覆后涂层中主要是Fe2AlCr，FeCr，Fe2Cr等物相。单一涂层与基体界面处主要为金属间化合物，物相为Fe2Zr，添加Cr层为过渡层中，Fe-Cr之间无限互溶，Cr层与基体之间为ZrCr2相。添加过渡层很好的解决了涂层界面处缺陷和稀释率太高等问题。在1200℃的蒸汽环境中氧化3000s，得出与Zr基合金管相比，Cr+FeCrAl涂层样品在试验后都显示出较低的氧化增重，为2000mg/dm2。　　同样采用同步送粉和预置粉末两种方式在现有Zr-1Nb合金燃料包壳上采用激光熔覆工艺制备Cr/MoSi2抗高温氧化涂层，目的为了达到事故容错燃料包壳性能。对Cr/MoSi2涂层熔覆样品和涂层高温氧化后样品的微观结构进行了表征。结果表明，与纯Cr涂层一样表层主要是Zr的氧化物，Zr3O，ZrO，ZrO2，熔覆后涂层中主要是立方Cr，MoSi2四方晶系和Mo2Zr立方相等。同步送粉由于热输入量过大导致涂层稀释率太高和基体热影响过大，但是涂层冶金质量良好，孔隙率低。预置粉末涂层稀释率较低，但是孔隙率较同步送粉高一些。在加压的1200℃的蒸汽环境中氧化3000s。得出与Zr基合金管相比，Cr/MoSi2涂层样品在不同工艺参数试验后都显示出较低的氧化增重。其中预置粉末氧化增重低于原始Zr管约为2500mg/dm2，同步送粉氧化增重约为4800mg/dm2高于原始Zr管。高温氧化后在表面主要形成致密不易分解Cr2O3，SiO2氧化膜。