锆（Zr）不仅耐腐蚀,而且中子吸收截面低,常用作核燃料包壳管和极端工况下的防腐材料。目前,锆的冶炼和加工成本非常高,严重限制了其应用范围。锆涂层不仅可以大幅度减小锆的用量,还能呈现出锆本身优异的性能,被认为是拓展其应用范围的重要手段之一。理论上,化学气相沉积（CVD）可以在复杂基体上制备高质量的锆涂层,但现阶段沉积温度较高,超出大部分结构材料的热处理温度。因此,设计合适的气相前驱体,降低沉积温度是CVD制备高质量锆涂层的关键和难点。基于文献调研和热力学分析发现,ZrCl3不仅可以汽化,而且能在较低温度下发生歧化反应释放出锆原子,为解决该难点提供了可行性。基于此,本文提出了基于ZrCl3（g）歧化分解制备锆涂层的新思路。首先,系统研究了 Zr（s）-ZrCl4s)体系合成ZrCl3（s）前驱体反应行为,并探明了合成ZrCl3（s）的微观结构演变过程。其次,系统研究了 ZrCl3（s）汽化行为以及ZrCl3（g）歧化反应沉积制备Zr涂层的动力学规律。最后,在钢基体上系统研究了沉积Zr涂层的界面反应行为,获得创新性成果如下:（1）发现ZrCl（s）和ZrCl2（s）的歧化反应总是优先于汽化反应,无法作为化学气相沉积的有效前驱体,而ZrCl3（s）可在低温汽化并歧化释放出Zr原子,可作为低温化学气相沉积锆涂层的有效前驱体。在此基础上,基于Zr（s）和ZrCl4（s）固相反应探明了合成ZrCl3（s）前驱体的动力学条件,发现在370-500℃之间可以合成非晶ZrCl3（s）前驱体,ZrCl3（s）的产率会随着合成温度和原料比例N（nzrcl4/nzr）的增加而增加,且探明了该合成反应受扩散控制。最后,明确了 ZrCl3（s）汽化的行为,发现在450℃时ZrCl3（s）可以高效地汽化成ZrCl3（g）。（2）探明了 ZrCl3（g）歧化反应制备Zr涂层的动力学行为。实验发现在Al2O3基体上沉积Zr涂层的最低温度约为600℃,最优沉积温度约为970℃,较传统CVD制备Zr涂层的最低温度（1100℃）下降了约45.5%。同时发现沉积过程受表面化学反应控制,涂层的生长模式为岛状生长（Volmer-Weber模式）。在此基础上,成功地在管状样品的外表面和内表面同时制备出致密的Zr涂层。（3）揭示了基于ZrCl3（g）歧化反应在钢基体上制备Zr涂层沉积机理和界面反应行为。实验发现,钢基体中的Fe、Cr、Ni等金属元素不会与ZrCl3（g）反应,但沉积的Zr会向基体扩散。当温度低于700℃时,可在钢基体上得到纯Zr涂层。但是,温度一旦超过700℃,钢基体中的C原子会优先从晶界扩散到表面与ZrCl3（g）或ZrCl3（g）歧化反应释放出的Zr原子反应生成ZrC,而基体晶粒表面仍然为Zr涂层,从而形成Zr-ZrC复合涂层。因此,钢基体上Zr-ZrC复合涂层生产模式为晶界诱导反应沉积ZrC和晶间沉积的Zr的耦合生长模式,最终形成软相Zr和硬相ZrC相间的复合涂层,而非传统逐层堆积的复合涂层。这种特殊结构有望作为自润滑的超耐磨涂层,且显著提升了硬度,约是基体的2.8倍。