机械合金化过程中，球的连续撞击促使复合粉末颗粒冷焊与断裂交替进行，其中一小部分粉末沉积在磨球表面和球磨罐内壁，经过连续的球磨过程，基体表面形成具有一定厚度的涂层。鉴于球磨过程中粉末体系对球磨体系的“污染”，本文设计了Al-ZrO₂-Y₂O₃、Al-Al₂O₃、Al-Al₂O₃-ZrO₂-Y₂O₃三组复合粉末，选择五组不同的球磨参数，在304不锈钢表面制备Al基陶瓷复合涂层。首先以Al-ZrO₂-Y₂O₃复合粉末为原料，在304不锈钢基体表面上制备了Al-ZrO₂-Y₂O₃复合涂层，结果表明，Al-ZrO₂-Y₂O₃涂层有效提高了基体的表面硬度、耐摩擦磨损性能和抗高温氧化性能。设置同样的球磨参数，以Al-Al₂O₃复合粉末为原料，制备的涂层的微观结构得到明显改善，厚度大大增加，并且裂纹减少，在球磨转速为400r/min球磨8h的条件下，涂层最厚约为0.6mm，并且涂层获得最大的显微硬度和最小的摩擦系数，抗高温氧化性能较之Al-ZrO₂-Y₂O₃体系有所提高。球磨参数不变，以Al-Al₂O₃-ZrO₂-Y₂O₃复合粉末为原料，通过涂层微观形貌观察以及性能测试，可以发现以Al-Al₂O₃-ZrO₂-Y₂O₃粉末体系为原料获得的涂层厚度比Al-Al₂O₃体系有所减小，但是涂层的致密性和均匀性均比前两个体系有显著提高，球磨参数设置为400r/min，8h时，涂层的显微硬度、耐磨损性能以及抗高温氧化性能达到最好。本文还对机械合金化制备Al基陶瓷复合涂层的机理以及Al对Al基陶瓷复合涂层抗高温氧化性能的影响机理进行了探讨。