Cr₂O₃具有热稳定性、化学惰性、氢同位素的低渗透性、与金属基材结合良好等优点,是阻氚涂层的主要候选材料之一。但是,为了保证不锈钢基底的组织结构不被破坏,要求Cr₂O₃涂层必须低温烧结,这导致Cr₂O₃涂层中存在较多的微裂纹和孔隙,使涂层的实际阻氚渗透性能远远低于其理论值。因此,提高涂层的致密性是改善Cr₂O₃涂层阻氚性能的关键。针对上述问题,本文在Cr₂O₃涂层表面复合另外一层涂层,一方面进一步改善涂层的致密性,另一方面增加材料内部的界面以阻止氢及其同位素的扩散。分别采用电泳沉积和浸渍-提拉技术获得了Al₂O₃/Cr₂O₃复合涂层和GO-AlPO₄/Cr₂O₃复合涂层。研究了沉积次数、热处理温度、浸渍-提拉次数、GO含量等关键工艺参数对复合涂层的组织结构、微观形貌和性能的影响。得到如下主要研究结果:（1）采用电泳沉积结合热处理技术可获得平整致密的Al₂O₃/Cr₂O₃复合涂层。Al₂O₃层与Cr₂O₃层之间无明显分界面,Al₂O₃起到两个作用:一是部分Al₂O₃填充在Cr₂O₃孔隙中,提高了涂层的致密性;二是部分Al₂O₃固溶到Cr₂O₃中,提高了涂层之间的界面结合力。（2）热处理温度对Al₂O₃/Cr₂O₃复合涂层的组织结构和相关性能影响较大。经750°C热处理的Al₂O₃/Cr₂O₃复合涂层具有最佳的力学性能和阻氘性能:维氏硬度可达219.4 HV_500g,结合力为46.5 MPa,良好的抗电化学腐蚀性能(腐蚀电流密度为6.64×10^-10 A cm^-2,腐蚀电位为224.0 mV);600°C时的阻氘因子为302,大于Cr₂O₃涂层的阻氘因子（236）。（3）采用浸渍-提拉法成功制备了GO-AlPO₄/Cr₂O₃复合涂层。GO增强AlPO₄层与Cr₂O₃层之间的界面结合良好,未见孔隙和裂纹,组织致密均匀。（4）随着GO含量的增加,样品的显微硬度和抗电化学腐蚀性能随之增强,而摩擦系数随之降低,但结合力出现先增强后降低的趋势。0.05 GO-AlPO₄/Cr₂O₃样品的综合性能最佳:显微硬度高达317.3 HV_500g,结合力为21.5 MPa,摩擦系数为0.7,腐蚀电压为-77 mV,腐蚀电流密度为3.92?10^-9 A cm^-2。