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在316L不锈钢表面制备α-Al2O3涂层可以起到良好的防氚渗透效果，如何在低温下制备出高含量的α-Al2O3是其能否最终用作聚变堆包层防氚渗透涂层的关键。为此，本文提出在稀土Y的催化作用下利用等离子复合渗技术在316L不锈钢表面低温（580℃）制备出α-Al2O3涂层。首先，采用双辉等离子渗金属技术在316L不锈钢表面制备了Al-Y共渗涂层，通过单因素试验设计方法，得出优化的Al-Y共渗参数为：源极电压700V，工件极电压350V，极间距25mm，气压35Pa，保温时间3h。此参数下制备的Al-Y共渗涂层表面较为平整致密，无孔洞或裂纹等缺陷；涂层中Al、Fe等元素呈梯度分布，而稀土Y含量较少且分布不规律；涂层主要由FeAl3相、Fe2Al5相和FeAl相组成，表现出较好的结合性、抗热震性及耐腐蚀性。其次，对优化参数条件下制备的Al-Y共渗涂层在580℃低温下进行三种不同的氧化处理，研究了等离子轰击对氧化涂层的影响。与双阴极等离子氧化和热氧化相比，单阴极等离子氧化制备的氧化涂层表面晶粒细小，涂层致密无缺陷，结合性能最佳，结合力达到65N；同时涂层中获得了含量高达62%的α-Al2O3相。热氧化过程由于缺少离子轰击的作用在此低温下不能生成α-Al2O3，而双阴极等离子氧化涂层中虽然α-Al2O3相含量高达65%，但其表面出现微裂纹，降低了涂层性能。所以，选择单阴极等离子氧化作为后续的氧化处理方法，其优化工艺参数为：阴极电压550V，氩气流量50sccm，氧气流量10sccm，气压40Pa，氧化时间3h。最后，改变靶材中Y元素的含量，研究了Y含量对Al-Y共渗涂层及后续氧化涂层的影响。结果发现，20%Y靶材在优化工艺参数下制备的Al-Y共渗涂层较其它Y含量涂层表面最为均匀致密，晶粒细小，且结合力最大；Al-Y共渗涂层在580℃下单阴极等离子氧化后得到了含Y量不同的氧化涂层，其中20%Y靶材制备的氧化涂层中α-Al2O3含量最高，达65%；且此氧化涂层晶粒细小，表面均匀致密；结合力最大，达到了72N；经150次热震实验后涂层未出现剥落等现象，表现出极好的抗热震性；有着相对高的自腐蚀电位和最低的腐蚀电流密度，耐腐蚀性能最强。说明适量Y的存在能够促进氧化过程中稳态相α-Al2O3的生成，细化氧化涂层的晶粒，显著提高氧化涂层的结合性能、抗热震性能和耐腐蚀性能。