γ-TiAl合金是一种优质的高温结构材料,其相对密度不到镍基合金的50%,具有轻质、高比强度、耐摩擦磨损等突出优点,被广泛应用于航空航天等众多工业领域。但由于其抗高温氧化能力有限,使得γ-TiAl的使用范围受到了极大的制约。为克服这一问题,本课题设计在γ-TiAl合金表面制备Al₂O₃-Y₂O₃/Al-Y复合涂层以实现高温防护。本课题首先采用射频磁控溅射技术在γ-TiAl合金表面制备出Al-Y镀层,工艺参数为:溅射功率:200W,工作气压:4Pa,极间距:20mm,保温时间:3h。然后利用射频磁控反应溅射技术在Al-Y镀层表面制备Al₂O₃-Y₂O₃镀层,设计正交试验,分析各工艺参数（溅射功率、氧分压、极间距和保温时间）对涂层性能的影响。以涂层的溅射率和结合力为评价标准,运用极差法分析确定最佳工艺参数,最后进行退火工艺处理,制备出Al₂O₃-Y₂O₃/Al-Y复合涂层。采用SEM、EDS、XRD对涂层的组织结构、元素分布,以及物相组成进行分析,并对涂层的力学性能和抗热震性能进行表征和测性。研究了Al₂O₃-Y₂O₃/Al-Y复合涂层在不同温度（750℃、850℃、950℃）、不同时间（50h、100h、150h）下的氧化行为,并对高温氧化机理进行分析。结果表明:（1）射频磁控反应溅射制备Al₂O₃-Y₂O₃镀层的最佳工艺参数为:溅射功率:300W,氧分压:30:1,极间距:15mm,保温时间:4h。退火工艺为:扩散温度:800℃,扩散时间:15h。（2）制备出的Al₂O₃-Y₂O₃/Al-Y复合涂层表面致密、无明显的孔洞和裂纹,由表及里各元素呈梯度分布,厚度为35μm,主要为表层的Al₂O₃-Y₂O₃镀层厚7μm;次表层的Al-Y镀层厚20μm;最里层的扩散层厚8μm。Al₂O₃-Y₂O₃/Al-Y复合涂层主要物相为Al₂O₃、Y₂O₃。（3）Al₂O₃-Y₂O₃/Al-Y复合涂层的硬度为433.4 HV_0.1;结合力为58.7N,结合强度在37.88⁴0.03 Mpa之间;纳米硬度值为12965 Mpa,弹性模量值为245 Gpa,相比于基体γ-TiAl合金提高了约2倍。（4）涂层在500℃空气中经过100次热震试验后失效,在50次热震循环后涂层表面仍具有较好的完整性,涂层具有较好的抗热震性能。（5）Al₂O₃-Y₂O₃/Al-Y复合涂层在750℃、850℃、950℃氧化100h后,由于元素的扩散,形成不同的扩散层,涂层出现分层结构。氧化初期表层的陶瓷层Al₂O₃-Y₂O₃起到保护作用,Y₂O₃起钉扎作用,金属层Al-Y缓解了Al₂O₃-Y₂O₃镀层与基体之间应力,各层之间以褶皱状结构连接;氧化剥落后期,由于Kirkendall效应,出现孔洞和裂纹加速了Ti、O元素的扩散,形成TiO₂氧化物,最终导致涂层失效。（6）Al₂O₃-Y₂O₃/Al-Y复合涂层在1050℃氧化不同时间（50h、100h、150h）下,随着时间的增长,表面出现裂纹和孔洞,涂层的抗高温氧化能力减弱。