近年来,氢能源、核能源等无污染,可再生的二次能源受到广泛重视。但由于氢气以及核聚变所需要的氘、氚等在储运的过程中对于容器具有很强的腐蚀作用,所以需要选用特定的容器材料并覆盖阻氢涂层来防止或降低氢气对于容器基材的渗透作用。阻氢涂层有许多种类,其中氧化铝以及Fe-Al金属间化合物都具有很好的阻氢效果,同时Fe-Ni基超强钢和316L不锈钢都是储氢容器的常用材料。本文结合热力学软件与实验对Fe-Ni-Al-O四元系统相平衡进行了计算和分析,为Fe-Ni-Al合金通过选择性氧化制备氧化铝阻氢涂层提供理论指导;另外,通过热浸镀铝、高温扩散和高温氧化的方法在316L不锈钢上制备Fe-Al化合物与氧化铝的复合阻氢涂层。主要研究内容如下:（1）利用热力学计算和相图测试的方法,研究了Fe-Ni-Al-O四元系750℃等温截面相关系。在这个等温截面中,主要存在Al2O3和Fe Al2O4两种氧化物。Al2O3与Ni-Al一侧的合金平衡,Fe Al2O4与富Fe角的合金平衡,在Fe-Ni-Al三元合金相图中确定了两种氧化物的分界线。同时确定了9个不同相区:（1）α+Corundum;（2）α+β+Corundum;（3）α+β+γ+Corundum;（4）β+γ+Corundum;（5）γ+Corundum;（6）α+Spinel;（7）α+β+Spinel;（8）α+β+γ+Spinel;（9）γ+Spinel。相对于热力学计算得到的氧化物分界线,实验测定的氧化物分界线向Ni-Al一侧偏移。Ni在氧化物Fe Al2O4中的溶解度随着平衡合金中Ni含量的增加而提高,而Fe在氧化物Al2O3的溶解度随Fe含量的减少而降低。温度的变化不仅使合金体系的相平衡发生变化,氧化相与基体合金的平衡也发生了变化。随着温度的上升,Corundum相和Spinel相的分界线向着Fe-Ni（低Al）一侧偏移,这为后续选择性氧化涂层的制备提供了重要依据。（2）利用金属和金属氧化物粉末提供氧压。研究温度,粉末种类以及氧化时间对Fe-Ni-Al合金表面氧化物种类与分布情况的影响。结果表明,Fe-Ni-Al合金在退火过程中,随着氧压的增加,氧化颗粒在相同时间内沿晶界生长速度加快,但是过高的氧压使得合金中Al元素发生内氧化现象。以Fe和Fe O粉末提供氧压,在750℃下退火后表面的氧化层比较致密、完整。Fe-Al-Ni合金在退火过程,控制退火气氛,调整退火时间会发现合金表面氧化层会随着时间的增加而不断生长并逐渐致密,但是过长的退火时间会导致氧化层出现局部剥落的现象。用Fe和Fe O粉末提供氧压,在750℃下退火大概30 min,表面氧化层比较致密、平整、无剥落。（3）采用熔剂法对316L不锈钢热浸镀铝并高温扩散,通过SEM观察扩散后的表面与截面组织形貌,借助EDS和XPS等表征手段分析物相。利用氧化增重法研究试样在高温下的氧化行为。结果表明:热浸镀铝及扩散后,表层主要由α-Fe相层、Fe Al相层以及Fe2Al5和Fe Al2混合相层组成。900oC扩散后,Fe2Al5相基本消失,生成Fe Al韧性相和多孔的Fe Al2相。试样在800oC和1000oC高温氧化后,扩散层中的Fe-Al化合物逐渐转变为Fe Al相,表层为Al2O3。经热浸镀铝及扩散退火后的试样高温氧化速率显著低于未浸镀铝的样品。试样在800oC高温扩散后1000oC氧化50 h,表面Al2O3层比较平整、无剥落,抗高温氧化性好;高温氧化时间过长会导致Al2O3层剥落。本工作为分析低氧压下合金与氧化物的平衡提供了基础数据,也为阻氢涂层的设计和开发提供了实验依据。