本试验以Ti粉、B₄C粉和SiC粉为原料,利用钨极氩弧熔覆方法在石墨基体上原位合成TiB₂基陶瓷涂层。设计了Ti-B₄C和Ti-B₄C-SiC两体系十种方案。通过大量的试验,确定出制备各组分涂层的最佳熔覆工艺参数。利用X射线衍射、扫描电镜对覆层试样的物相及微观组织进行了分析;通过界面抗拉强度、耐烧蚀、高温抗氧化等测试对涂层进行性能分析。研究结果表明:采用氩弧熔覆的方法可在石墨基体上制备出TiB₂基陶瓷涂层。熔覆层中TiB₂晶体的形态受凝固过程中Ti、B原子浓度的影响。因此,在Ti与B的不同比例成分下,会呈现出不同的生长形态（扁长的叶状、细针状和不规则的长条状）,它们在熔覆层中的均匀分布将显著提高熔覆层的强化效果。SiC加入后,均匀分布于TiB₂组织中,对涂层的耐烧蚀、抗氧化性能有明显的改善作用。利用氩弧熔覆的方法制备的陶瓷涂层与石墨基体有良好的结合性能,从微观形貌上看,熔覆层与基体在界面处相互渗透,发生了良好的冶金结合。覆层在C/C复合材料上的界面结合性能测试结果表明:覆层与基体之间的界面结合强度可达8.8MPa。在1200℃的高温氧化11h条件下,Ti-B₄C体系试样抗氧化最优比例为n（Ti）:n（B₄C）=1:1,覆层内部已被完全氧化,氧化失重为34.4mg/cm2;而加入SiC后,氧化过程中SiO₂与TiO₂互溶,在表面形成一层玻璃相,紧紧覆盖于覆层陶瓷表面,阻碍氧原子的渗入,大大提高了覆层抗氧化性能。Ti-B₄C-SiC体系试样抗氧化最优比例为n（Ti）:n（B₄C）:n（SiC）=1:5:3,在1200℃的高温氧化11h条件下,氧化深度约为10μm,氧化失重仅为2.8mg/cm2。由于石墨酥松、多孔,等离子烧蚀试验中,烧蚀性能表现很差,质量烧蚀率为29.33mg/s;而碳-瓷复合材料抗烧蚀性能最好比例为n（Ti）:n（B₄C）:n（SiC）=1:5:4,其烧蚀率仅为1.18mg/s,比无涂层的石墨抗烧蚀性能提高近25倍。Ti-B₄C体系覆层陶瓷烧蚀后表面损失严重,而加入SiC后,可以明显改善覆层的抗烧蚀性能。这是由于烧蚀过程中出现玻璃相TiO₂与SiO₂的互溶体,其高温下具有流动性,附着于覆层表面,可以有效地对覆层表面出现的孔洞进行浸润和愈合,使组织致密、连续、完整,故覆层表现出良好的抗烧蚀性能。