工业纯锆Zr-702具有非常小的原子热中子吸收截面,是核工业的优选材料之一。但随着国际核动力技术向高燃耗、长燃料循环周期的发展,为了提高燃料元件的燃耗,减少核燃料循环成本,降低放射性物质泄漏的事故,这便对燃料元件的材料的耐腐蚀性及力学性能提出了更高的要求。为了提高Zr-702的使用性能,本文采用激光熔覆技术在Zr-702表面制备了ZrNiAlCu非晶复合涂层和ZrNiAlCu+x%TiC（x=1、3、5、7、9）非晶复合涂层,研究了激光功率和扫描速度对涂层组织的影响和非晶形成机理,之后研究了激光功率和扫描速度对涂层性能的影响,最后在此基础上研究了加入不同含量的TiC对ZrNiAlCu涂层组织和性能的影响。主要研究内容和研究结论如下:（1）研究了工艺参数（激光功率、扫描速度）对ZrNiAlCu涂层组织的影响。结果发现:不同工艺参数制备的涂层都是由非晶相和晶体相组成的,晶体相主要为Al2Zr3、Ni10Zr7、Cu Zr2和Zr相,随着激光功率的增加,晶体衍射峰强度逐渐增强,非晶含量先增多后减少,随着扫描速度的增加,非晶含量逐渐减少,晶体衍射峰强度逐渐降低。非晶相主要出现在涂层表层和中间区域,晶粒组织主要为块状晶粒、树枝状晶粒、雪花状晶粒和片状晶粒。随着扫描速度的增加,晶粒尺寸逐渐减小。（2）研究了非晶形成过程机理。结果发现:在激光熔覆过程中,ZrNiAlCu涂层的微观形貌主要受形状控制因子G/R影响。距离涂层底部越远,G/R越小。在涂层底部时,G/R较大,微观形貌为向散热方向生长的平面晶,在涂层中部区域,G/R不断减小,导致涂层生成了非晶相,在涂层表层,由于涂层顶部熔池流场的对流搅动及未熔杂质的非均匀成核导致涂层微观组织发生了很大的变化,该区域G很小,生成的晶体缺失了散热方向,形成了非晶相、片状晶粒和雪花状晶粒的结合区域。（3）研究了工艺参数（激光功率、扫描速度）对ZrNiAlCu涂层性能的影响。结果发现:随着激光功率的增强,涂层平均显微硬度呈现先增大后减小的变化趋势,耐磨性先增强后减弱,耐腐蚀性先增强后减弱。随着扫描速度的提高,涂层平均显微硬度逐渐下降。当激光功率为1500 W,扫描速度为5 mm/s时,涂层平均显微硬度最高,为775.6HV0.2,约为基体硬度的3.88倍。涂层磨损深度和宽度均为最小,磨损量（0.2742 mm~3）最小,磨损表面较为平整,有少量的磨损颗粒,耐磨性最好,磨损机理为磨粒磨损。涂层的自腐蚀电流密度最小,为9.228×10-8 A/cm~2,最大的极化电阻（1.46724×10~7（?）·cm~2）,在Nyquist图中表现出最大的容抗弧半径,耐腐蚀性最优。（4）研究了加入不同TiC含量对ZrNiAlCu涂层组织和性能的影响。结果发现:TiC的加入一方面与Zr发生化学反应,原位生成增强相Zr C,减弱Zr的偏析,另一方面TiC在高温时发生分解,Ti元素的混入有利于非晶的形成。加入TiC后,涂层的非晶含量增多,TiC含量不同,涂层相组成不同。微观形貌可以看出,非晶相出现在整个涂层,晶体组织形貌主要为片状晶粒、雪花状晶粒和长条状晶粒为主。加入TiC的ZrNiAlCu涂层硬度、耐磨性和耐腐蚀性均优于基体。当TiC含量为7%时,涂层平均显微硬度最高,为949.3 HV0.2,是基体硬度的4.75倍,高于不加TiC的涂层。涂层磨损量为0.2568 mm~3,涂层的摩擦磨损性能优于不加TiC的涂层。