涡轮叶片(以316L不锈钢为例)的高温抗氧化和耐腐蚀性能是影响其服役寿命的关键因素,本工作将纯Al粉和纳米Y2O3粒子高均匀度混合,然后采用机械能助渗法在600℃下制备Fe-Al-Y2O3纳米复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)等设备研究涂层的微观组织、抗剥落性、高温抗氧化性及内在作用规律。结果表明,机械能助渗法具有提高涂层致密性、细化晶粒和加速Fe、Al原子扩散的作用;复合涂层内的等轴晶结合层由致密均匀的η-Fe2Al5和θ-FeAl3相构成,粒径在20nm左右,抗剥落性良好。需要注意的是,复合涂层中弥散分布的纳米Y2O3粒子易偏聚在缺陷处,起到钉扎氧化膜的作用,进一步增强氧化皮与基体的粘附性,可助力膜层的高温抗氧化性,其剥落量和氧化增重量能分别降低20%和50%。本研究可为高性能Al2O3防护涂层的制备和改性提供参考。