TiAl合金由于其具有低密度、高的比强度和比模量以及优异的抗高温蠕变性能,使其成为新一代航空航天高温轻质结构材料。但其在800℃以上长期使用时抗氧化性能严重不足成为制约了TiAl合金实际应用的瓶颈。如何提高TiAl合金的高温抗氧化性能成为目前研究是热点问题之一。　　 本文采用复合溶胶-凝胶法在TiAl合金表面制备一种复合陶瓷涂层,研究了粘结剂Y溶胶的胶凝特性和热性能、溶胶成分配比、涂层热处理工艺等因素对涂层的影响；通过等温氧化和循环氧化实验来评价涂层对TiAl合金高温氧化性能的影响,并对涂层的高温抗氧化机理进行了初步探讨。　　 粘结剂Y溶胶的胶凝特性和热分解机理对确定涂层的最佳涂覆时机、制定合理的涂层热处理制度至关重要。实验表明,Y溶胶的胶凝时间随加水量的增加呈指数递减的规律迅速缩短,对于复合溶胶-凝胶法制备涂层,应选择稳定性在2-5天的溶胶比较合适。通过TG-DSC-MS、XRD、FTIR分析了Y溶胶转变为凝胶后在加热过程中发生的物理化学变化。结果表明:115℃强烈吸热峰对应于凝胶中大量有机溶剂和自由水的逸出；180-280℃为凝胶分子间进行缓慢的缩合反应并进一步脱去结合水;280-600℃之间有两个放热峰,其中380℃放热峰是由羧酸盐分解为碱式碳酸盐引起的,440℃放热峰是由碳酸盐分解并从中析出Y2O3微晶引起的；600℃时Y凝胶已分解完全并转化为Y2O3。根据Y溶胶的热分解过程即可制定合理的涂层热处理制度,并为涂层热处理工艺的优化提供理论指导。　　 制备高质量的溶胶是复合溶胶-凝胶法制备理想涂层的重要前提。本文通过设计正交实验考察了Y3+浓度、加水量、二乙烯三胺含量和甲酰胺含量对Y溶胶性能的影响,通过最终涂层的表面形貌评价溶胶性能的优劣。结果表明,正交5＃溶胶的成分配比最为合适,能制备出无裂纹的涂层。此外,溶胶的陈化时间对涂层形貌有一定影响,实验发现正交5＃溶胶陈化22h后涂覆能够制备出均匀致密的涂层,且多次涂覆得到的涂层更加致密。合理的热处理制度是复合溶胶-凝胶法制备理想涂层的关键技术,尤其是升温速率直接关系着涂层的质量。实验发现,在室温至280℃之间采用0.1℃/min升温速率能有效地避免涂层在此阶段的开裂,280℃以上即使以0.3℃/min升温速率涂层也不发生开裂。涂层经高温Ar气热处理后表面致密均匀,单层厚度大约10μm,且与基体之间结合良好；涂层主要由Y3Al5O12、TiN、少量α-Al2O3和Ti2AlN四相组成。　　 对无涂层TiAl样品和涂层样品进行1000℃等温氧化和循环氧化实验,来考察涂层对TiAl合金高温氧化性能的影响。结果表明,涂层对TiAl基体具有良好的高温防护作用,能显著降低TiAl合金的高温氧化速率。涂层氧化产物Y3Al5O12和Y2(Ti2O7)的热膨胀系数与TiAl基体非常接近,大大提高了涂层和基体之间的相容性,从而避免了涂层在氧化过程中的剥落。通过BSE/EDS分析,发现在涂层与基体界面处形成一层致密的Al2O3保护膜,有效地阻挡了氧扩散到合金基体引起的高温氧化。