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γ-TiAl合金作为一种金属间化合物，具有密度低、比强度高、高温强度和抗蠕变性优异等优点，逐渐成为航空航天、发动机等领域的新兴材料。但γ-TiAl合金的抗高温氧化性能较为不足，不能满足零部件的使用温度，因此其应用受到严重制约。为解决这一问题，本课题以射频溅射和反应溅射技术相结合，在γ-TiAl合金表面制备NiCoCrAlY/ZrO2复合镀层，以期改善其抗高温氧化性能。 本课题先采用射频溅射技术在γ-TiAl合金表面制备NiCoCrAlY镀层，其中利用正交方法，分析射频功率、工作气压、极间距和保温时间四个工艺参数对涂层性能的影响，从而得出最佳工艺参数；然后采用反应溅射技术在NiCoCrAlY镀层表面制备ZrO2镀层；最后对复合镀层进行真空扩散退火处理。采用SEM、EDS及XRD等测试手段分析NiCoCrAlY/ZrO2复合镀层的表面及截面形貌、成分组成和相结构，并进行硬度检测、结合力测试及纳米压痕试验。研究NiCoCrAlY/ZrO2复合镀层在不同温度、不同时间下高温氧化行为，分析其氧化机理；进行热-结构耦合有限元分析，得出温度场及热应力分布结果。 结果表明：（1）射频溅射制备NiCoCrAlY镀层的最佳工艺参数为：射频功率320W，工作气压0.7Pa，极间距20mm，保温时间4h；反应溅射制备ZrO2镀层的工艺参数为：射频功率230W，工作气压0.5Pa，极间距20mm，保温时间3h，氩气和氧气流量比5:1；真空扩散退火的工艺参数为：加热至1000℃，保温3h。（2）NiCoCrAlY/ZrO2复合镀层致密均匀，总厚度约为60μm，由8μm厚的ZrO2外层、38μm厚的NiCoCrAlY沉积层及14μm厚的NiCoCrAlY扩散层组成。（3）NiCoCrAlY/ZrO2复合镀层的显微硬度达到1176.7HV0.1，较基体相比提高了近4倍；复合镀层的结合力为57.5N，结合强度在38.98MPa~40.11MPa之间；复合镀层纳米硬度和弹性模量为13.85GPa和247GPa，分别为基体的1.8倍和1.3倍。（4）在750℃、850℃和950℃氧化时， NiCoCrAlY/ZrO2复合镀层未出现裂纹、剥落的现象，表现出良好的抗高温氧化性；在1050℃氧化时，随着时间的增加，复合镀层产生裂纹，大大降低了复合镀层的抗高温氧化性能。（5）根据温度场分布结果，NiCoCrAlY/ZrO2复合镀层承受着最高温度，有效地降低了γ-TiAl合金基体内温度，起到良好的隔热作用；根据热应力分布可知，随着温度的升高，复合镀层和基体界面间热拉应力不断增大，在1050℃时，热拉应力接近复合镀层结合强度，高温氧化时热应力容易导致复合镀层开裂，破坏其抗高温氧化性。