γ-TiAl基合金密度低、比强度和抗蠕变性能较高，在航天和汽车行业具有广泛的应用前景。但是，在800℃以上抗氧化性能严重不足限制了γ-TiAl基合金的高温应用，在其表面施加防护涂层是提高其使用温度的一种有效手段。　　本文采用冷喷涂在γ-TiAl基合金表面分别制备Al-12Si和Al-20Si合金涂层，并研究两种合金涂层的组织结构。结果表明，两种合金涂层组织致密，与基体结合良好，喷涂过程中两种粉末都未发生明显的相变和氧化，保持了原始喷涂粉末的组织结构。　　随后，将Al-12Si和Al-20Si合金涂层进行热扩散处理，研究热扩散处理温度及时间对两种合金涂层组织结构及元素扩散行为的影响。结果表明，通过热扩散处理两种涂层可以实现在γ-TiAl表面的Al-Si共渗。580℃下热扩散时，Si首先发生内扩散并与γ-TiAl基体反应形成τ2富Si层。随后，Al开始发生内扩散，τ2富Si层逐渐退化，最终形成Ti(Al，Si)3的单一渗层。提高热扩散温度至650℃和750℃，元素的扩散速度明显加快，渗层的厚度明显增加。750℃下热扩散12h后，喷涂态涂层全部参与反应。　　研究了γ-TiAl基合金以及750℃下热扩散12h后的两种Al-Si共渗涂层的高温氧化性能及其高温下的抗氧化机制和组织退化过程。结果表明，γ-TiAl基体在900℃下氧化时表面生成的是TiO2和Al2O3混合氧化膜，该氧化膜疏松多孔并且极易发生剥落，不具有保护性。Al-12Si和Al-20Si渗层在900℃下氧化时表面生成的是Al2O3氧化膜。该氧化膜在渗层退化后以及冷热交替下依然保持了很好的完整性。尽管在氧化过程中，两种渗层表面都未形成SiO2氧化膜，但是，Si和Ti结合形成稳定的化合物降低了渗层中Ti的活性，而氧化膜下方形成的连续富Si层不但可以起到Ti的外扩散障作用还可以起到氧的内扩散障的作用。此外，存在于TiAl3/TiAl2界面处的富Si相可以起到阻挡Al扩散的作用，从而降低了整个渗层的退化速度。　　由于元素互扩散，Al-12Si渗层由Ti(Al，Si)3退化为TiAl2，大量富Si相在渗层内部析出并在氧化膜下方形成连续富Si层。Al-20Si渗层由Ti(Al，Si)3退化为3层:互扩散形成的TiAl2内层，由Ti(Al，Si)3基体和大量富Si析出相组成的中间层，以及含有大量柯肯达尔孔洞的外层。在冷热交替下，由于热膨胀系数的不匹配，Al-20Si渗层内部产生了大量纵向裂纹，但是这些裂纹并未扩展到基体。富Si相在裂纹尖端析出起到了阻挡裂纹扩展的作用。　　采用等离子喷涂在两种Al-Si共渗涂层表面制备了YSZ陶瓷层，研究了两种Al-Si共渗涂层及其作为粘结层的热障涂层体系在纯Na2SO4和Na2SO4+NaCl中的热腐蚀行为。结果表明，γ-TiAl基体在900℃纯Na2SO4中热腐蚀增重很快，表面生成的是疏松、多孔的超厚混合氧化膜。而Al-12Si和Al-20Si渗层在900℃纯Na2SO4中热腐蚀增重较低，表面生成的是致密的Al2O3氧化膜，有效地阻挡了氧离子和硫离子的入侵。而YSZ陶瓷层在纯Na2SO4热腐蚀中保持了很高的稳定性，起到了对熔融盐的阻挡作用。两种热障涂层的热腐蚀增重低于两种渗层的热腐蚀增重，表现出了良好的抗热腐蚀能力。　　γ-TiAl基体在900℃ Na2SO4+NaCl中热腐蚀增重同样很快，并且表面氧化膜发生了剧烈的剥落，这主要是由于热腐蚀过程中Cl-形成的氯气对混合氧化膜的力学破坏。而Al-12Si和Al-20Si渗层在900℃ Na2SO4+NaCl中同样表现出了良好的抗热腐蚀能力，但是其比纯Na2SO4中热腐蚀增重更高，并且形成的Al2O3氧化膜明显更厚。这是由于Cl-与涂层中金属元素反复发生氯化和氧化反应而形成的。两种热障涂层对熔融盐起到了很好的阻挡作用，因而热腐蚀后形成的TGO层的厚度明显低于两种渗层表面氧化膜的厚度，并且该TGO层与顶部陶瓷层和底部粘结层结合良好。