高温合金具有良好的高温强度、断裂韧性和组织稳定性，优异的抗氧化腐蚀、抗高温蠕变和抗高温疲劳性能，被广泛应用于航空发动机和工业燃气轮机的核心部件，是现代国防建设和国民经济发展不可或缺的关键材料。提高高温合金的高温性能是高温合金发展的一个永恒主题。近年来，人们在高温合金研发及各种变形条件下的变形机制等方面开展了大量的相关工作。通过添加微量元素来提高高温合金服役性能是一个广被认知的重要途径。微量的硼/碳元素被加入到几乎所有的商用高温合金中，因此硼/碳化物几乎在所有的含硼/碳高温合金中普遍存在。但人们对于高温合金中硼/碳化物的认识仍停留形貌特征等比较宏观的尺度上。然而基于这些析出相精细结构的深入认识有助于人们进行材料设计、模拟以及合理的阐述结构性能关系。　　本文利用（扫描）透射电子显微术，主要包括电子衍射(ED)、原子尺度高分辨成像(HR-TEM)、原子尺度Z衬度成像(HAADF-STEM)、X射线能谱(EDX)及电子能量损失谱(EELS)等，对高温合金中硼/碳化物在纳米至原子尺度的结构特征进行了系统的研究，取得的研究成果主要包括以下三方面:　　1.对于抗热腐蚀高温合金而言，长期时效后在基体内析出大量的M2B型硼化物，这种硼化物晶粒内存在高密度层错。系统的微结构研究表明，M2B晶粒主要由C16(空间群为I4/mcm，晶格常数为a=5.2(A)，c=4.3(A))和Cb(空间群为Fddd，晶格常数为a=14.7(A)，b=7.4(A)，c=4.3(A))两种结构变体组成;C16和Cb变体中的层错面分别为(110)C16和(100)Cb，层错矢量分别为[1(1)1]C16/4和[011]Cb/4;在C16、Cb结构变体中都存在60°旋转孪晶，旋转轴分别为[110]C16和[100]Cb; C16与Cb变体之间存在两种共生模式，即正常模式共生和孪晶相关模式的共生，取向关系分别为(110)C16//(100)Cb、[001]C16//[001]Cb和(110)C16//(100)Cb、[111]C16//[001]Cb;有序的堆垛层错会产生新的结构变体Ca(空间群为P6222，晶格常数为a=4.23(A)，c=10.95(A))。所有的这些变体可以基于Cb正交点阵描述为a=n*aCb/4（对于C16结构n=2;对于Ca结构，n=3;对于Cb结构，n=4;n为某些正整数），b=bCb，c=cCb。此外，在实验基础上建立了晶体结构的反四棱柱堆垛模型。基于提出的反四棱柱模型，M2B内结构缺陷都可得到合理解释。各种缺陷结构的共同点是反四棱柱的守恒性，而这种反四棱柱是由顶点的8个金属原子和中心B的原子组成。　　2.对于过渡液相连接的高温合金样品，在连接材料和基体材料的热扩散区形成大量的硼化物，主要包括M3B2(D5a结构，空间群为P4/mbm，晶格常数为a=5.7(A)，c=3.0(A))和M5B3(D81结构，空间群为I4/mcm，晶格常数为a=5.7(A)，c=10.4(A))型硼化物。两种硼化物的金属组成元素可分为两类，即原子半径大的重元素W，Mo（用L标示），原子半径相对比较小的轻元素Cr，Co（用S标示），且相对于M3B2相，M5B3相更富含重元素。系统的微结构解析表明，M3B2、 M5B3型硼化物中两类金属原子都是有序分布的，有序形式分别为L2SB2、L4SB3;引入三棱柱和反四棱柱多面体堆垛后可以发现，M3B2相在[001]方向完全由三棱柱层堆垛而成，可简化表示为TTT或者TTT; M2B相在[001]方向完全由反四棱柱层堆垛而成，可简化表示为AAAAA; M5B3相在[001]方向则由三棱柱和反四棱柱交叉堆垛组成，可简化表示为ATATAT;其中T、T代表三棱柱层，A、A代表反四棱柱层，相对于T、A，T、A分别绕[001]方向旋转了36.7°。有序的M3B2(L2SB2)、M5B3(L4SB3)型硼化物在(001)面上的缺陷本质上对应着不同形式的多面体共生;仅考虑金属原子骨架，M3B2、 M5B3的结构特征可描述为:在(001)堆垛面上，M3B2每两层Cr、Co等轻原子之间有一层W、Mo等重原子，而M5B3每两层轻原子之间有两层重原子，故而，相对于M3B2相，M5B3更富含重元素。　　3.针对抗热腐蚀高温合金长期时效过程中大量析出的M23C6型碳化物进行了系统的结构表征。M23C6与基体之间具有明确的位向关系，除了常见的立方-立方关系外，确定了一个孪晶相关的取向关系，即[111]C//[111]M，[1(1)0]C//[0(1)1]M和[(11)2]C//[(2)11]M，下标C、M分别代表M23C6碳化物和基体。总体上讲，尽管以上两种位向关系都很常见，但立方-立方位向关系出现的概率更大，可能该位向关系的界面能比较低。