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钛合金由于硬度低、耐磨性差等原因,阻碍了其作为机械传动件上的广泛应用。本研究为提高钛合金表面硬度及耐磨性,采用反应等离子喷涂技术在钛合金表面制备硼化钛基复合涂层。主要对比研究等离子喷涂TiB2-TiC体系、Ti-B4C体系、TiB2-TiC-A12O3体系和Al-TiO2-B4C体系原料所得硼化钛基复合涂层的组织结构和性能。研究Al-TiO2-B4C体系在等离子喷涂过程中反应动力学沉积凝固规律和影响因素（喷涂功率、喷涂距离、浆料固含量和喷涂喂料粒度）。研究喷涂在钛合金基体的Al-TiO2-B4C体系复合涂层的抗热震行为及其热震失效机理。通过对Al-TiO2-B4C体系、Ti-B4C体系、TiB2-TiC-Al2O3体系和TiB2-TiC体系的组织结构对比发现,Al-TiO2-B4C体系涂层的致密度最高,层状组织最明显。Al-TiO2-B4C体系涂层的摩擦系数最低,且磨损率最低,耐磨性能最好。Al-TiO2-B4C体系涂层各影响因素的最优工艺参数分别为喷涂功率35kW、喷涂距离为12cm、料浆固含量为33%、喷涂喂料粒度为-100目200目。Al-TiO2-B4C体系在等离子喷涂过程中的反应机制为扩散-熔解-反应。即首先发生Al与TiO2的扩散反应,随着体系热量的增加Al与TiO2熔化并发生反应,生成的中间产物Al3Ti继续与B4C发生反应生成TiB2与TiC并形核析出,形成致密的层状结合涂层。Al-TiO2-B4C涂层与TC4基体的热震失效形式为涂层内部微裂纹扩展,导致涂层内部断裂。Al-TiO2-B4C涂层基体为TC4合金无Ni/Al打底层,涂层与基体的结合强度高于TC4基体有打底层时的结合强度。在850°C水淬热震条件下,TiB2-TiC体系、Ti-B4C体系、Al-TiO2-B4C体系和TiB2-TiC-Al2O3体系在TC4为基体无打底层情况下,热震次数分别为147、144、255和16次,Al-TiO2-B4C体系涂层的抗热震性明显优于其他三种涂层。这一方面是由于Al-TiO2-B4C体系与TC4合金有着相近的热膨胀系数,热震过程中涂层与基体界面应力小。另一方面,随着热循环次数的增加,涂层与基体之间产生了热生长氧化层,增强了涂层与基体间的结合。