Fe基氧化物弥散强化合金（ODS）具有优异的高温力学性能和抗辐照损伤性能，是第四代核裂变反应堆和未来核聚变反应堆的首选材料。其微观组织结构特征是在Fe基体合金中高度弥散分布着纳米级氧化物。为获得这种特殊的成分及微观组织，已经开展了多种制备工艺方法研究。作为主流技术，机械合金化（MA）工艺研究已经取得了众多突破性进展，但由于MA技术不适宜制备核燃料包壳所需的薄壁管，探索新型的材料制备方法一直为相关领域所关注。本文就电子束物理气相沉积（EBPVD）技术制备Fe基ODS的基本问题之一，关键成分Ti、Y进行了研究。基于MA制备技术的研究已经证实：对于Y-Ti-O增强相的Fe基ODS合金，Ti和Y的含量可显著影响氧化物相组成、弥散度及颗粒尺寸，但由于EBPVD与MA制备原理存在巨大差异，尤其是纳米级特殊氧化物的形成机制完全不同。为准确认识新型工艺条件下Ti及Y对微观组织结构的影响规律，促进对EBPVD制备过程纳米级特殊氧化物颗粒形成机制的理解，开展了相关研究。本文采用EBPVD技术制备了不含氧化物强化相的FeCrTi合金、不含Ti的FeCr-ODS合金，以及FeCrTi-ODS合金三种材料，并就制备态组织疏松问题，提出了高温长时加热的致密化热处理。借助测角仪型XRD、面探型XRD技术研究了材料的物相组成及晶体取向特征，采用SEM、TEM以及HRTEM以及EDS等材料分析技术，表征了三种材料制备态及热处理后的微观组织形貌特征及特殊Y-Ti-O强化相的尺寸及弥散分布特征。分析结果表明：制备态微观组织结构由0.22⁴.56um的α-FeCr相基体构成；发现了少量的α＇富铬相；Y-Ti-O特殊氧化物相尺寸约7纳米，弥散分布在基体晶内及晶界。基板侧的基体晶粒呈亚微米级等轴晶粒，沉积表面侧的基体晶粒呈现柱状晶特征，且柱状晶侧面晶界存在贯穿型微空隙。热处理可消除原柱状晶晶界间分布的贯穿型孔隙。研究了三种试验材料在室温、600℃和800℃下的拉伸性能，发现含Ti的材料具有较高的断裂伸长率，而含有Y2O3的材料其高温强度更高，FeCrTi-ODSY/Ti在1¹.5时可以获得最为理想的微观组织结构及相应的优异力学性能，其中Ti和Y₂O₃含量各自在0.3⁰.5%范围内。