开发受控热核聚变能是解决人类能源问题的重要途径之一。而钨具有许多优异的核性能,是核聚变装置中最有前途的面向等离子体第一壁材料。但钨在受到高温等离子体轰击时,易发生晶体结构改变。同时由于辐照效应会导致钨发生硬化、脆化以及化学腐蚀,影响了钨在核聚变第一壁结构材料中的应用。近年来研究发现钨系高熵合金除了具备独特的高熵合金效应外,还具有良好的抗辐照性能,并且与钨基材之间有着很好的结合性,将其作为涂层材料应用在钨基材料表面,有望提高钨基材料的表面力学性能,改善其抗辐照性能。本文以粉末冶金技术制备的WTaTiVCr合金靶材作为源极,应用双辉等离子体表面合金化技术,在纯钨表面制备复合WTaTiVCr高熵合金层。应用扫描电镜及其附带能谱仪、X射线衍射技术（XRD）等对复合WTaTiVCr高熵合金层的成分分布及其形成机理、表面与截面形貌、物相形成等进行了分析。采用显微硬度计、往复式摩擦磨损试验机对WTaTiVCr高熵合金层表面力学性能、耐磨性能进行了研究。通过电化学工作站对合金层在酸性溶液中的抗腐蚀性能进行了研究。主要研究结果如下:（1）通过双辉技术在钨表面制备的WTaTiVCr高熵合金层为由表面的沉积层和其下的扩散层组成的复合改性层。其中试样表面由于等离子体轰击,形貌凹凸不平,较为粗糙,且有部分孔洞生成。其表面沉积层区域成分的EDS面扫描结果为W0.64Ta0.12Ti0.08V0.09Cr0.08。通过观察合金层截面,发现其沉积层形貌主要为柱状晶结构,厚度区间为50μm–80μm。其截面扩散层区域成分的EDS面扫描结果为W0.38Ta0.14Ti0.2V0.2Cr0.08。（2）XRD衍射分析表明得到的WTaTiVCr高熵合金层表面均为单相bcc结构,其中在高温渗金属温度下得到的合金层,其主衍射峰强变低、且有右移倾向,说明在更高温度下其物相有向非晶转化的趋势。（3）经过渗金属处理的试样,其硬度比基体提高了两倍多,在1150℃下制备的试样硬度最高,达到1400 HV0.1。说明在这个温度下制备的试样其固溶效果最为明显,因此其硬度提升最大。试样截面硬度分布可看出沉积层区域的硬度最高,随着接近基体区域,其硬度逐渐下降。这主要由于其表面沉积层区域含有更多的硬质元素W和Ta,这两种元素易形成硬度更高的固溶体。（4）双辉渗金属处理制备的WTaTiVCr高熵合金层,其耐磨性能相比基材出现下降。其中1150℃温度下制备的WTaTiVCr合金层平均摩擦系数为0.447,磨损率为3.43×10-14 m3/N·m;1050℃温度下制备的WTaTiVCr合金层平均摩擦系数为0.481,磨损率为3.84×10-14 m3/N·m;纯钨平均摩擦系数为0.332,磨损率为1.95×10-14m3/N·m。经过双辉技术处理过的试样其耐磨性能下降主要由其表面较高的粗糙度所导致,以及摩擦过程中所产生的硬质磨屑加剧了磨损所导致的。同时在高温下得到的试样尽管其表面粗糙度更大,但其硬质元素之间固溶效果更好,硬度更高,从而耐磨性相对低温下制备得到的渗层也要更好。（5）应用双辉技术处理制备得到的WTaTiVCr合金层具有良好的耐蚀性能。在1050℃与1150℃工作温度下得到的WTaTiVCr高熵合金层试样的腐蚀速率分别为4.84×10-3 g/m2·h与6.47×10-4 g/m2·h,相比于纯钨腐蚀速率4.3×10-2 g/m2·h,提高了1-2个数量级。耐蚀性能的改善与合金层中Ti与Cr元素在腐蚀过程中生成的耐蚀性钝化膜有密切的关系。（6）应用SRIM软件对WTaTiVCr高熵合金与纯钨进行了氢离子辐照下的模拟,结果表明在50 ke V能量H+辐照下,在纯钨中氢离子注入深度远大于在WTaTiVCr合金中的注入深度,在纯钨中产生缺陷的位置也比在WTaTiVCr合金中更深更远。同时每注入一个氢离子,在纯钨中即可产生8个反冲原子,而在WTaTiVCr合金中仅产生2个反冲原子。说明WTaTiVCr合金抗辐照损伤能力要高于纯钨。（7）对WTaTiVCr高熵合金中能量损失与产生缺陷进行分析发现:氢离子碰撞W与Ta元素产生的反冲原子数最少,造成的损伤数最低,其能量损耗占比也并不高;而Ti、Cr以及V元素正好与之相反,氢离子与其碰撞时,会产生较多的缺陷。这主要与元素自身的离位能相关。离位能越低,越容易产生反冲原子,形成更多的辐照缺陷,损耗更多的能量。