α-Al₂O₃涂层被认为是核聚变结构件表面阻氚渗透涂层的理想材料。但是，稳态α-Al₂O₃相变所需的高温（大于1000℃）会严重影响基体材料的机械性能。为了在低温下（580℃）制备α-Al₂O₃涂层，本课题同时引入高能离子轰击和α-Al₂O₃晶种添加两种途径。采用复合处理法，先采用双层辉光等离子渗金属技术在316L不锈钢表面制备含有不同含量α-Al₂O₃晶种的铝涂层，然后，通过等离子氧化，制备氧化铝涂层。此外，还探索了用加弧辉光等离子镀铝+等离子氧化的方法制备α-Al₂O₃涂层。通过小角度X射线衍射（GAXRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）及扫描电子显微镜（SEM）等研究涂层微观结构、化学成分及显微形貌。不仅优化了涂层制备的工艺参数还表征了涂层与基体间的结合力、耐摩擦磨损性能以及耐电化学腐蚀性能。进而分析了靶材中纳米α-Al₂O₃添加量对铝涂层的沉积、等离子氧化过程以及涂层性能的影响，得出主要结论如下：首先，成功制备了α-Al₂O₃晶种弥散分布的铁铝化合物涂层。涂层均匀致密，形成FeAl₃/FeAl/Fe₃Al梯度结构，界面呈冶金结合，α-Al₂O₃均匀分布在涂层中。随着靶材中α-Al₂O₃含量的增加，所制备的涂层中α-Al₂O₃相对含量也增加。用α-Al₂O₃含量为20%的靶材制得到的涂层结合力最大，达到65.13N。α-Al₂O₃颗粒的存在弥散强化了铝渗层，表现出较好的耐磨性。涂层的耐腐蚀性能与涂层中的α-Al₂O₃晶种含量成正比。其次，含有晶种的铁铝化合物涂层经过等离子氧化得到了Al₂O₃涂层。涂层中除了存在γ-Al₂O₃、θ-Al₂O₃以及α-Fe2O3相之外，在580℃下成功得到了α-Al₂O₃相。用含有α-Al₂O₃10%的靶材制备的氧化铝涂层，α-Al₂O₃相相对含量达65.54%，与纯铝涂层同条件氧化结果相比，α-Al₂O₃相含量增加10.34%。随铝涂层中晶种含量增多，其诱导作用有所减弱。涂层与基体间呈冶金结合，使用α-Al₂O₃含量为20%的靶材制备的氧化铝涂层和基体间结合力最大，达71.4N。使用含α-Al₂O₃10%的靶材制备的氧化铝涂层展现出最小的磨损体积和最好的耐蚀性。最后，为了加快铝涂层沉积速率，去除涂层表面的铁等杂质元素，采用加弧辉光等离子镀铝技术制备表面铝含量为100%的纳米晶铝涂层。在600℃下热处理+等离子氧化，得到α-Al₂O₃含量约60.24%的氧化铝涂层。涂层显示了优异的耐磨性能和耐腐蚀性能，摩擦系数（0.55）、磨损体积（5.28×10⁶μm³）和自腐蚀电流(0.197μA cm^-2)均低于同等条件下双辉技术所制备的氧化铝涂层。