本文利用大气等离子喷涂技术（APS）在20G表面分别制备了NiCrAlY,ZrO₂,Al₂O₃以及ZrO₂-Al₂O₃复合抗氧化涂层,通过X射线衍射（XRD）、电子探针（EPMA）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微分析（TEM）等检测方法研究了四种不同抗氧化涂层的微观组织结构、抗氧化性及耐磨性,探讨了四种涂层的抗氧化机制和高温氧化失效机理,并通过理论计算分析各种涂层的热震性能。 试验表明,等离子喷涂NiCrAlY涂层主要由Ni基固溶相、Ni₃Al、NiAl和非晶相组成;非晶组织分布在晶界处有利于提高涂层的强度;涂层有裂纹和孔隙等缺陷;氧化后涂层表面则形成了一层Al₂O₃保护膜;Y元素的加入有利于提高涂层抗氧化性能,Y相主要分布于Al₂O₃膜中,能将Al₂O₃膜与涂层基体紧紧“锚住”,提高了涂层的使用寿命;等离子喷涂NiCrAlY层平均硬度为490.3HV_0.1;其磨损机制为剥落和犁沟磨损。 等离子喷涂Al₂O₃涂层主要由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃相组成;经TEM分析涂层α-Al₂O₃相晶粒细小光滑,而γ-Al₂O₃相晶粒粗大;Al₂O₃相与NiCrAlY结合较好:氧化后Al₂O₃涂层面层裂纹增多;粘结层表面覆盖一层致密热生长氧化膜（TGO）,NiCrAlY中Al向粘结层和面层界面富集;经涂层面分析,O没有扩散到基体中,涂层能够很好的保护基体;Al₂O₃涂层抗氧化机理为通过粘结层中Al元素向界面扩散,形成致密氧化膜覆盖于粘结层表面以保护涂层。涂层失效机制可描述为由于TGO产生的内应力超过涂层结合强度而使涂层脱落失效;Al₂O₃层平均硬度为864HV_0.1,具有较高的耐磨性能,其磨损机制是由脆性疲劳所造成的微观剥落。 等离子喷涂ZrO₂涂层主要由c-ZrO₂和t-ZrO₂相组成;面层中孔隙、微裂纹等疏松组织,这些组织可提高涂层的热震性能;粘结层与面层结合紧密,没有发现裂纹存在;粘结层与基体之间属于机械结合;涂层氧化后面层陶瓷相形核生长,出现针状组织;在基体与粘结层之间出现组织粗大的氧化物,影响涂层性能,导