碳化铌具有高熔点、高硬度、高弹性模量、高化学稳定性和高耐磨损性能。然而目前利用等离子喷涂法制备NbC涂层存在涂层缺陷多、孔隙率高和抗烧蚀性差等问题,本文对比研究了等离子喷涂NbC-Al2O3、NbC-Al2O3-SiC、Nb-SiC、Nb-SiC-Al和Nb2O5-SiC-Al五种原料体系制备碳化铌复合涂层的组织结构与性能（硬度、韧性、抗划痕性能和抗烧蚀性能）;揭示了Nb-SiC、Nb-SiC-Al和Nb2O5-SiC-Al体系复合粉在等离子喷涂过程中的反应机理和五种体系涂层的形成机制。等离子喷涂NbC-Al2O3和NbC-Al2O3-SiC体系复合粉制备涂层过程中NbC、Al2O3、SiC仅发生简单的熔融-沉积过程,NbC、Al2O3、SiC未发生明显的物相变化,由于原料熔点高,喷涂过程中熔化不充分,因此所得涂层结构较为疏松,致密度低。反应等离子喷涂Nb-SiC、Nb-SiC-Al和Nb2O5-SiC-Al体系在喷涂过程中分别经历固相扩散-反应-熔融-沉积,熔化-扩散-反应-熔融-沉积,熔化-扩散-液固反应-熔融-沉积,得到碳化铌复合涂层。三种反应体系涂层中生成的NbC、Nb3Si和Nb5Si3均匀分布,涂层组织致密呈层片状,质量明显优于两种直接喷涂体系NbC-Al2O3和NbC-Al2O3-SiC所得复合涂层。等离子喷涂Nb-SiC-Al和Nb2O5-SiC-Al体系所得NbC复合涂层出现明显的细晶组织,涂层质量优于Nb-SiC体系所得涂层。Al的加入为反应提供液相环境,使反应更充分,并且Al的加入能够起到细化晶粒的作用,明显改善涂层质量。利用反应体系Nb-SiC、Nb-SiC-Al和Nb2O5-SiC-Al所制备的NbC复合涂层的硬度、韧性、抗划痕性能和耐烧蚀性能优于直接喷涂NbC-Al2O3和NbC-Al2O3-SiC体系复合涂层。其中利用Nb-SiC-Al体系复合粉所制备的NbC复合涂层硬度最高(1235.6HV0.1)抗划痕性能最好;主要归因于产物Nb2C的形成可以细化晶粒,从而提高涂层的硬度和抗划痕性能。等离子喷涂Nb2O5-SiC-Al体系所制备的NbC复合涂层呈典型的层状结构,涂层致密度最高,表现出最优的韧性。对比Nb-SiC和Nb-SiC-Al两种体系,Al的加入提高了NbC复合涂层的硬度、韧性和抗划痕性能。对比研究五种体系复合涂层的耐烧蚀性能发现,等离子喷涂Nb2O5-SiC-Al体系所得涂层的耐烧蚀性能明显优于其他四种体系所得涂层,原因在于烧蚀产物Al Nb O4可一定程度上愈合涂层表面的缺陷,阻止氧气进入涂层内部,从而减弱氧化程度,提高涂层的耐烧蚀性能。