镍基合金是一种优异的高温材料,在中、高温度下依旧可保持优异的综合性能,但是随着航天技术以及能源技术的飞速发展,使役条件也变得多元化,使役温度也越来越高,超出了镍基合金正常的使役温度,单纯的镍基合金已经无法满足使用需求。目前在零部件表面制备涂层材料是最有效的办法,可以大大提高部件的耐高温性、耐磨性以及耐腐蚀性,可以适应多元化的使用需求。热障涂层作为包覆型高温防护涂层是第四代高温防护涂层,其表层为陶瓷层,中间为粘结层,底部为高温合金,能够有效到起到隔热、抗腐蚀、抗磨的作用,广泛用于航天能源等领域。NiCrAlY拥有优异的抗高温性能,还有很好的韧性和抗疲劳强度,既可以作为热障涂层中的粘结层,也可以单独使用。Al₂O₃陶瓷不仅硬度高耐磨损,而且拥有极好的抗高温氧化性能。但是由于金属与陶瓷之间存在一定的热物性参数的差异,在温度和载荷循环作用下,表层陶瓷层容易剥落,从而使涂层失效。而功能梯度的形式可以使得材料成分逐渐过渡,减小界面效应,缓和应力集中。采用直接激光沉积技术制备功能梯度材料,组织致密,结合力强。本研究主要是利用直接激光沉积技术开展成形NiCrAlY/Al₂O₃功能梯度材料的研究。通过工艺实验优化工艺参数,成形不同成分比例NiCrAlY/Al₂O₃复合材料,对其进行微观组织分析以及力学性能检测;根据复合材料成形实验结果选择梯度路径成形梯度材料,对成形梯度件进行微观组织检测以及力学性能分析。本课题研究的主要内容如下:（1）进行不同成分比例NiCrAlY/Al₂O₃复合材料工艺实验研究。分别进行单道单层实验、单道多层薄壁成形实验以及多道多层块体成形实验,探索工艺参数（激光功率,送粉速率,扫描速度等）对成形样件的影响规律,获得形貌良好的不同成分复合材料以及结构的合适成形参数。（2）对工艺实验中成形的不同比例NiCrAlY/Al₂O₃复合材料样件进行相组成、微观组织以及元素分布检测。分析不同样件之间物相、微观组织以及元素分布之间的差异,为之后性能检测提供理论依据。（3）对工艺实验中成形的不同比例NiCrAlY/Al₂O₃复合材料样件进行力学性能检测。评价不同成分材料的性能,包括硬度检测、摩擦磨损检测以及耐腐蚀性检测,结合微观组织进行相关分析。（4）根据复合材料成形实验基础,选择合适的成分进行梯度材料成形。针对成形梯度样件分别进行微观组织及元素分布检测,并且进行力学性能检测。