TiAl合金具有低的密度、高的弹性模量和优异的高温性能,是一类在航空、航天领域具有应用前景的轻型高温结构材料。然而,TiAl合金在800℃以上生成的是TiO2和A12O3的混合氧化膜。该混合氧化膜疏松多孔且极易发生剥落,无法阻挡氧的侵蚀。因此,TiAl合金在高温环境下应用时需施加防护涂层提高其抗氧化性能。扩散Al涂层在高温下表面生成以Al2O3为主的氧化膜,可以阻挡氧的进一步侵蚀,在一定程度上提高了TiAl合金的抗高温氧化性能。而在扩散Al涂层中添加Si可以稳定Ti元素,降低Ti的活性,促进Al的选择性氧化,进一步提高涂层的抗高温氧化性能。基于上述Si的有益作用,本论文采用冷喷涂Al-40Si合金涂层和后续热扩散处理的方法在γ-TiAl基体表面制备了铝硅扩散涂层,并系统研究了其在高温下的氧化和热腐蚀行为。采用冷喷涂技术在γ-TiAl基体表面制备了致密的Al-40Si合金涂层,涂层组织与Al-40Si原料粉末基本一致,均由Si相和Al相组成。研究了热扩散温度和时间对扩散涂层组织结构的影响,发现不同热扩散温度下,扩散涂层均由τ2富Si层和Ti（Al,Si）3层组成。随着扩散时间的延长,τ2富Si层逐渐退化变薄,Ti（Al,Si）3层逐渐变厚。随着扩散温度的升高,元素扩散速度显著提高,相同时间处理后扩散涂层的厚度明显增高。选用厚度为30 μm左右的Al-40Si合金涂层在600 ℃热扩散处理2 h,获得了由Ti（Al,Si）3相组成的铝硅扩散涂层。测试了制备的铝硅扩散涂层在950℃下长达1000h的高温氧化行为,发现涂层氧化后表面形成以α-Al2O3为主的氧化膜,显著提高了 γ-TiAl合金的抗高温氧化性能。由于高温下的元素互扩散,涂层由Ti（Al,Si）3单层退化为:Ti（Al,Si）3相和网状结构的Ti5Si3相组成的混合外层,连续致密的Ti5Si3扩散障层和TiAl2内层。随着氧化时间的延长,外部混合层厚度逐渐降低,内部TiAl2层厚度有所增加,而中间Ti5Si3层保持相对稳定。网状Ti5Si3相和层状Ti5Si3扩散障十分稳定,可以有效抑制涂层与基体间的元素互扩散,从而提高了涂层的长期抗高温氧化性能。研究了不同氧化温度对铝硅扩散涂层氧化行为的影响,发现该涂层在900℃,950℃和1000℃下均可有效提高基体的抗高温氧化性能。随着氧化温度的提高,铝硅扩散涂层表面的氧化膜厚度有所增加,涂层的组织退化过程明显加快。其中,1000℃氧化300 h时后,涂层中富Al相几乎完全退化。但网状Ti5Si3相和层状Ti5Si3扩散障保持了很好的稳定性,可在一定程度上阻挡氧的进一步侵入。研究了铝硅扩散涂层在900℃纯Na2SO4盐和3:1（wt.%）Na2SO4:NaCl混合盐中的热腐蚀行为。发现铝硅扩散涂层能够有效提高TiAl合金在纯Na2SO4盐中的抗热腐蚀性能,却无法阻挡Na2SO4:NaCl混合盐的侵蚀。这是由于混合盐中的Cl-与涂层中的金属元素发生了氯化和氧化自催化反应,大大加速了涂层的失效速度。