高温炉辊是冶金连续退火炉中的核心关键备件之一。然而,高温炉辊在高温苛刻的服役环境下易发生氧化、磨损、结瘤等而导致其过早失效。针对高温炉辊存在的上述问题,本文利用等离子喷涂（Air plasma spraying,APS）技术制备了Co Cr Al Ta Y-Al₂O₃涂层,分别研究了喷涂工艺参数、氧化铝掺杂量对涂层微观组织结构、力学性能、摩擦磨损性能、抗高温氧化性能和抗结瘤性能的影响规律,并揭示了Co Cr Al Ta Y-Al₂O₃涂层在高温下的抗氧化机制和涂层的摩擦磨损作用机理。研究工作取得了一些有价值的成果,为其在高温炉辊上应用提供了理论依据,有助于提高冶金产品的生产效率和质量。主要得到如下结论:（1）优化获得等离子喷涂CoCrAlTaY-Al₂O₃涂层的制备工艺参数,并研究了其微观组织结构和力学性能。等离子喷涂Co Cr Al Ta Y-Al₂O₃涂层中两种典型组织Al₂O₃相和合金相交互存在并分散较均匀,涂层主要由Al₅Co₂、Cr、α-Al₂O₃、θ-Al₂O₃和γ-Al₂O₃相组成;喷涂功率、喷涂距离、主气流量和送粉率均对涂层的物相无明显影响;等离子喷涂Co Cr Al Ta Y-Al₂O₃涂层的最优工艺参数为喷涂功率40 k W、喷涂距离120 mm、主气流量40 L/min、送粉率32 g/min,所得到的涂层孔隙率为3.69%、硬度为664.9HV_0.3、拉伸强度为78.6 MPa。（2）研究了Al₂O₃掺杂量对微观组织结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响规律。随着Al₂O₃掺杂浓度的增加,涂层的气孔率和硬度增大;Al₂O₃掺杂浓度对涂层物相种类无明显影响,涂层主要含有Al₅Co₂、Cr、α-Al₂O₃、θ-Al₂O₃和γ-Al₂O₃相;常温下,Al₂O₃掺杂浓度的增大使涂层的磨损机制以磨粒磨损为主,对磨球磨损体积和磨损率逐渐增大;在700℃下,Co Cr Al Ta Y-30%Al₂O₃涂层磨损机制为黏着磨损、局部的氧化磨损和轻微的磨粒磨损;此时对磨球的磨损率仅为2.25×10^-6 mm³·N^-1·m^-1。（3）研究了CoCrAlTaY-Al₂O₃涂层在高温下的抗氧化性能和抗结瘤性能。Co Cr Al Ta Y-Al₂O₃涂层在950℃与1050℃下的氧化速率常数分别0.013 mg²·cm^-4·h^-1和0.066 mg²·cm^-4·h^-1,氧化规律符合抛物线型规律;氧化膜主要由Co Al₂O₄、Co Cr₂O₄尖晶石相、Cr₂O₃相、α-Al₂O₃和θ-Al₂O₃相组成;在1000℃下结瘤测试后涂层表面生成了细小颗粒状物质,且随热处理时间增大颗粒尺寸增大;且Mn更倾向于与涂层发生反应生成颗粒状物质,而Fe与涂层的反应活性较低。