实现高超音速飞行需要解决推动力和热障两大难题。吸热燃料既可通过燃烧提供动力，又可作为冷却剂满足冷却要求，具有巨大的应用前景。但燃料裂解过程中不可避免发生结焦，成为制约其应用的一个主要因素，是实现飞行器高超音速飞行急需解决的问题。本文采用预氧化、制备MOCVD涂层等方法对321^#不锈钢管（3mm×0.5mm）进行表面处理，并对预处理管的性质进行了系统研究，利用超临界RP-3的热裂解反应为探针，研究表面处理的裂解结焦行为。预氧化反应管表面性质不同，结焦行为有异。600⁸00oC预氧化管Cr氧化物不断向金属表面迁移，Fe、Ni氧化物向金属内部迁移，降低结焦，但同时产生大量空缺位提供渗碳通道，最终导致结焦量虽依次降低仍高于空管，只有900oC预氧化管表面形成一层致密的Cr₂O₃膜才得以抑制，几乎不生成纤维碳。以仲丁醇铝为原料，采用MOCVD法，在不锈钢管内壁制备了厚度为318-1280nm的Al₂O₃涂层。XRD结果显示Al₂O₃涂层本质上为无定形态。随着涂层厚度从318nm增加到1280nm，涂层的结焦抑制率从37%提高到69%。TPO和SEM的分析结果表明Al₂O₃涂层不仅抑制金属催化焦的形成，也抑制芳烃聚合焦的生成。对比MOCVD法制备的1μm厚的Al₂O₃、TiO₂和ZrO₂三种涂层，结焦抑制率分别为64%、60%和23%。ZrO2涂层由于抗热冲击性能较差，高温下从金属表面剥落，抑制结焦效果较差。涂层同时抑制催化焦炭和裂解焦炭形成的机制在于：涂层能够覆盖金属表面活性位点，在烃类小分子和金属表面之间创建一层障碍物，抑制催化焦炭形成，而裂解结焦通常生成于催化焦活性位点周围，随后一并得到抑制。