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低活性铁素体／马氏体(RAFM)钢被认为是未来液态氚增殖包层的优选结构材料。但由于RAFM钢具有的体心立方晶体结构,使其比奥氏体钢具有更高的氚渗透率,因此在RAFM钢表面制备阻氚膜层的研究工作变得非常重要。在众多阻氚膜层材料中,FeAl/Al2O3复合膜层被认为是最具实用前景的阻氚膜层之一,因此研究了利用室温离子液体电镀铝结合热处理、高温氧化工艺,在RAFM钢表面进行FeAl/Al2O3阻氚膜层的制备,取得了良好效果。1采用AICl3-EMIC离子液体在室温下对国产低活性铁素体／马氏体钢(CLAM钢)表面进行镀铝处理,研究了镀前处理对镀层一基体界面的影响,采用SEM、EDS分析了不同大小的电流密度对镀铝层表面形貌与界面形貌的影响,同时与脉冲电镀后得到的结果进行了比较。结果表明：在电化学前处理过程中,增大电流密度会增强镀层与基体结合力；电流脉冲的加入可以减弱溶液浓差极化现象,增加表面组织致密性；镀层晶粒大小随电流密度增大而减小,镀层球状组织大小随电流密度增大而增大。在优化的电镀工艺下(前处理电流密度控制在10 mA/cm2以上,电镀电流密度控制在10～20 mA/cm2,对应的电镀时间45～95 min,优选脉冲电流电镀),得到的铝镀层表面光滑,致密,结合力强,厚度可控。2为了在CLAM钢表面制备出与基体结合牢固的Al2O3阻氚层,在基体与Al2O3之间必须有铁铝渗层作为过渡。采用室温离子液体镀铝结合高温下的热互渗技术,是为铁铝渗层制备的一种有效方法。研究表明,基体表面镀铝后在550℃～750℃下进行保温热处理,可以使CLAM钢基体与铝镀层互渗,形成一定厚度的铁铝渗层。渗层的厚度、成分和结构与温度及保温时间有关。较低温度下形成的渗层一般为双层结构,外层为Fe2Al5金属间化合物,内层为元素梯度变化的固溶体。较高温度下形成的渗层为三层结构,外层以(FeCr) 2AI5相为主,中层以(FeCr) Al2相为主,内层形成(FeCrMn) Al相。温度对渗层厚度及成分影响都较大,保温时间主要与渗层厚度相关。3采用CLAM钢标准热处理工艺(980℃/30 min/空冷+760℃/90 min/空冷),对CLAM钢表面渗铝后样品进行高温热氧化处理,在其表面成功制备得到表面致密、无明显缺陷、与基体结合牢固、200-230nm厚的Al2O3薄膜。最终制备得到的阻氚膜层外表面为纳米级别的Al2O3薄膜,中间层为FeAl/Fe2Al合金过渡层,各层之间无裂痕,界面处无明显空洞,复合膜层与基体结合力强。