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镍基单晶高温合金广泛应用于航空航天、能源等领域，承受高温氧化和高温腐蚀，使用环境极为苛刻。为了提高其高温性能和工件的使用寿命，需要进行表面防护处理。本文采用大气等离子喷涂、低压等离子喷涂、常规超音速火焰喷涂和两种低温超音速火焰喷涂共五种工艺在镍基单晶高温合金表面制备了NiCoCrAlYTa涂层。采用X射线衍射(XRD)、带能谱的扫描电镜(SEM/EDS)等分析手段对喷涂态和热处理态涂层的相组成、显微结构等进行了评价，研究了镍基单晶高温合金和有涂层的镍基单晶高温合金的高温氧化性能。结果表明：镍基单晶高温合金在900℃和1000℃氧化200h后的氧化动力学曲线符合抛物线规律，1100℃时接近直线规律。900℃时，氧化产物主要为Al2O3及少量的TiO2。1000℃时氧化层分为内外两层，外层主要为NiO、尖晶石结构氧化物，内层主要为Al2O3。1100℃时氧化产物为尖晶石结构氧化物。低压等离子喷涂涂层结构致密、元素分布均匀、孔隙率低。热处理前后，涂层物相组成相差不大，主要由γ-Ni、γ’-Ni3Al和β-NiAl相组成。经氧化后，NiCoCrAlYTa涂层在900℃、1000℃和1100℃的氧化动力学曲线都符合抛物线规律。氧化层的厚度约为1-3μm，且温度越高，氧化层越厚。三种温度下氧化产物主要为α-Al2O3和尖晶石结构氧化物。大气等离子喷涂涂层孔隙率高，且氧化严重。喷涂态物相组成为γ-Ni、γ’-Ni3Al和β-NiAl相，热处理后涂层中还出现Al2O3相。经氧化200h后，NiCoCrAlYTa涂层在900℃、1000℃和1100℃的氧化动力学曲线都符合抛物线规律。三种温度下都不能形成连续致密的氧化膜，氧化产物主要为Cr2O3和尖晶石结构的氧化物。三种超音速火焰喷涂涂层的孔隙率低，其中，常规超音速火焰喷涂涂层含氧量较高。热处理前后，三种工艺所制备的涂层都由γ-Ni、γ’-Ni3Al和β-NiAl相组成，但常规超音速火焰喷涂还有明显的Al2O3相。常规超音速火焰喷涂NiCoCrAlYTa涂层在900℃和1100℃的氧化动力学曲线都符合抛物线规律，而1000℃时符合直线规律。经氧化后，NiCoCrAlYTa涂层在900℃时氧化产物主要为α-Al2O3；1000℃还生成了尖晶石NiCr2O4氧化物；1100℃主要为α-Al2O3和为多种类似于尖晶石NiCr2O4结构的混合物。两种低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF-1和LT-HVOF-2) NiCoCrAlYTa涂层在三种温度下的氧化动力学曲线基本都符合抛物线规律。经氧化后，两种工艺制备的NiCoCrAlYTa涂层在900℃和1000℃时氧化产物都主要为α-Al2O3，涂层的抗氧化性能好，其中，LT-HVOF-2涂层还出现了少量的尖晶石结构氧化物。而1100℃时，LT-HVOF-1涂层主要氧化产物为Cr2O3和尖晶石氧化物；LT-HVOF-2涂层主要为α-Al2O3和尖晶石氧化物。不同温度下200h的高温氧化结果表明，LT-HVOF-1喷涂涂层的抗高温氧化性能略高于常规超音速火焰喷涂涂层、LT-HVOF-2喷涂涂层和低压等离子喷涂涂层，大气等离子喷涂涂层的抗高温氧化性能最差。