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钛合金在使用温度高于600℃时，受合金表面氧化和内部组织热稳定性等原因的制约，其应用性能将大打折扣，提高钛合金的使用温度一直是国内外研究的重点。本文通过采用金属源等离子体Al沉积辅助磁控溅射的方法在TB2基体表面沉积制备TiAl涂层，之后再进行F离子注入实验，进一步提高了涂层的抗高温氧化性能，能够对TB2基体进行有效的防护。本实验中采用直流磁控溅射的方法来制备涂层。高温氧化实验结果表明，800℃下等温氧化60h后，TB2基体的氧化增重为9.7mg/cm2，氧化膜发生剥落，氧化膜截面分为两层，外层结构疏松，厚度不均匀，内层较致密；Ti-45Al的氧化增重为7.8mg/cm2，不存在剥落现象，氧化膜表面由TiO2和Al2O3所覆盖，TiO2占多数，结构较疏松，存在一定的孔洞和空隙，氧化膜厚度约为27um，截面分为三层：最外层的TiO2，夹杂少量Al2O3，中间层为Al2O3，最内层为TiO2和Al2O3的混合；F离子注入1.5h涂层样品氧化增重5.8mg/cm2，氧化膜表面整体较为致密，受涂层自身Al含量和组成相的限制，氧化膜组成物仍是TiO2和Al2O3的混合，只是Al2O3和TiO2的相对含量有所不同，氧化膜厚度约为21um，截面结构及组成物与未注入涂层样品基本相同；F离子注入3h涂层样品氧化增重为5.1mg/cm2，表面结构更为致密，孔洞和空隙率减少，氧化膜成分Al2O3含量有所增加，TiO2有所减少，氧化膜厚度18um，截面结构与组成物和1.5hF注入涂层样品相同。金属源Al沉积辅助制备TiAl涂层，选定磁控溅射TiAl15min，Al沉积15min作为一个循环，12组循环后制备出TiAl涂层。涂层中主要组成相为TiAl和TiAl3相，同时含有少量的Ti3Al相。涂层表面较为粗糙，存在大小不等的颗粒状物质，表面能谱分析表明涂层中成分为Ti-55Al。Ti-55Al涂层在800℃等温氧化60h，氧化增重为3.9mg/cm2，F离子注入3h涂层样品的氧化增重为3.1mg/cm2。涂层样品氧化后表面氧化膜存在一定的孔洞和孔隙，氧化膜由灰色块状Al2O3和条状Al2O3、TiO2的混合物组成。Ti-55Al涂层等温氧化60h截面氧化膜分为两层，外层氧化膜为Al2O3，厚度不均匀，内层氧化膜为TiO2。F离子注入涂层后表面生成一层较为致密均匀的Al2O3膜，厚度较均匀，提高了涂层的抗高温氧化性能。