钽及钽合金具有熔点高、耐腐蚀性好、高温力学性能优良、抗热震性好、蠕变强度高、塑韧性优异等一系列优点,是航空航天和核工业等领域最具发展前景的材料之一。但在高温含氧环境中严重的氧化问题,制约了其实际应用。提升钽及钽合金抗氧化性能的途径主要有两种:一是合金化;二是制备抗氧化涂层。合金化虽然在一定程度上能提升基体的抗氧化性,但添加过量的合金元素会降低基体的力学性能且合金化的程度是有限的并不能完全满足其应用需求,而抗氧化涂层可以在不损害基体性能的前提下有效的提升基体的抗氧化性,是目前应用最广泛的一种方法。ZrB2-SiC陶瓷涂层具有优异的抗氧化性和抗热震性,其在氧化过程中生成的B2O3和SiO2具有较低的氧渗透率,能够有效的阻挡氧的渗透,同时在高温下还具有一定的流动性,能够有效的填补涂层中出现的孔洞和微裂纹,使涂层表现出一定的“自愈性”,将其作为抗氧化涂层具有广阔的应用前景。本课题以Ta10W合金为基体,使用包埋法在其表面制备了硅化物涂层作为粘结层,采用正交试验研究了影响涂层厚度的因素,分析了硅化物涂层在1200℃氧化过程中组织结构的演变规律;采用喷雾造粒法制备ZrB2-SiC球形聚合粉,以提升等离子喷涂过程中粉体的流动性;使用等离子喷涂在硅化物涂层上制备了 ZrB2-SiC陶瓷涂层,研究了复合涂层的抗氧化机理,重点分析了氧化过程中硅化物粘结层的重要作用。具体研究结果如下:使用包埋法在Ta10W合金表面制备硅化物涂层时包埋粉的成分为:NH4F、Si粉和Al2O3粉,使用四因素三水平正交实验得出影响硅化物涂层厚度的主次因素为:温度、时间、Si含量、NH4F含量。使用包埋法在Ta10W表面制备的硅化物涂层均匀致密,涂层厚度约50μm,主要为TaSi2相。1200℃不同时间的氧化实验表明,氧化后涂层形成了三层结构:外层主要为氧化生成的Ta2O5和SiO2、中间层为未反应的TaSi2互扩散层主要为Ta5Si3。随着氧化时间的增加,外层的厚度逐渐增加,中间层逐渐变薄且变得不连续,互扩散层厚度基本保持不变。使用喷雾造粒制备的ZrB2-SiC球形聚合粉,粉末的流动性为124.15 s/50g,松装密度为27.24 g/25cm3,球形粉中ZrB2和SiC的分布比较均匀。Ta10W合金表面硅化物涂层上制备的ZrB2-SiC涂层在1200℃氧化过程中,氧化生成的SiO2填充在ZrO2和ZrSiO4的构成骨架中,能够有效的阻挡氧气的渗透,使涂层表现出良好的抗氧化性。在陶瓷层和粘结层的界面处,SiO2既能阻挡氧气的渗透又能作为粘结剂将陶瓷层和粘结层连接在一起,避免了陶瓷层的开裂和剥落,粘结层的存在对于提升复合涂层的抗氧化性具有重要意义。