采用X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）等对电子束物理气相沉积（EB-PVD）制备的及粉末包埋法渗铝后的钛合金薄板微观组织结构进行研究。研究结果表明：制备态钛合金薄板相结构为AlTi₃基固溶体、衍射峰发生宽化、具有不对称性，其组织均匀致密、晶粒细化，无沉淀析出，为非平衡态组织。在600℃和620℃渗铝后薄板相结构为Al₃Ti和AlTi₃混合相，不同相之间的界面清晰平整，组织仍然致密；在700℃渗铝后薄板相结构为Al₃Ti，局部小范围内出现少量的富铝区域，组织致密，成份均匀。真空条件下，在较低温度（750℃）下进行均匀化处理后，从试样外层到里层，出现了层叠状的组织。各层厚度不一，一般不超过10μm，各层的铝、钛元素含量均有明显的差异，各层之间界面清晰、平整。随着均匀化处理时间的延长，原本清晰的界面逐渐模糊，并逐步向心部扩散；而在较高温度（850℃）下进行均匀化热处理后，在试样的外边缘出现了界面并不平整的层，各层的厚度较宽，大约都超过了10μm，随着时间的延长，界面的不平整加剧，并随着时间的继续延长，各种Ti、Al元素形成的相由于热膨胀系数的差异而在各层的界面处出现了剥落现象。根据热力学原理及扩散理论，研究了渗剂中铝原子向试样表面传递的过程，导出了渗铝动力学方程，应用此法计算所得的数值与实验结果基本吻合。