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碳化锆（ZrC）是高超音速飞行器表面热防护的候选材料之一,其在极端环境中存在抗烧蚀性能差的问题。本论文引入MoSi2、SiC和TiC改善ZrC涂层的抗烧蚀性能,期望生成的氧化产物（SiO2和TiO2）能够在烧蚀过程中起到封填孔洞、阻隔氧气、粘结其氧化产物的作用,达到改善Zr C涂层抗烧蚀性能的目的。采用喷雾造粒法制备复合粉体。采用真空等离子体喷涂（VPS）技术制备复合涂层,以等离子体火焰和激光分别模拟具有低氧分压和高氧分压特点的极端环境,通过调节热流密度改变考核环境。研究复合涂层在具有不同特征的极端环境下的抗烧蚀性能,获得如下主要结果:1.喷雾造粒技术制备的Zr C粉体和ZrC-MoSi2、ZrC-SiC、ZrC-TiC复合粉体具有粒度均一、粒径分布集中、流动性好等特点,适合用于等离子体喷涂。2.真空等离子体喷涂技术在有SiC过渡层的C/C复合材料表面制备的ZrC涂层和ZrC-MoSi2、ZrC-SiC、ZrC-TiC复合涂层与SiC过渡层结合良好。MoSi2有利于提高涂层的致密度。喷涂过程中,SiC粉体的分解不利于提高复合涂层的沉积效率和致密度。TiC具有较高的熔点,这使得ZrC-TiC复合涂层中含有的半熔融颗粒较多。3.等离子体火焰对Zr C-MoSi2复合涂层进行考核的结果显示,热流密度为1.94MW/m2的烧蚀条件下,MoSi2能够有效改善ZrC涂层的抗烧蚀性能。MoSi2发生分解生成的Si能够丰富氧化层中Si元素的来源,有利于维持Si O2层的厚度和完整性。热流密度为3.01MW/m2烧蚀条件下,SiO2因块速挥发导致阻氧能力降低,烧蚀中心内部氧分压升高并生成气态MoO3,导致氧化层破坏并丧失保护作用。4.等离子体火焰对ZrC-SiC复合涂层进行考核的结果显示,在3.01MW/m2的烧蚀环境下,SiC能够有效改善ZrC涂层的抗烧蚀性能,生成的气态氧化产物能够及时释放,避免发生气泡爆裂,但涂层内部生成多孔结构的SiC耗尽层。相同烧蚀环境下,具有双层结构的Zr C-MoSi2/ZrC-SiC涂层展现出优异的抗烧蚀性能。内层中MoSi2分解生成的Si扩散到外层中,为外层提供额外的SiO2来源,达到改善氧化层致密度和避免SiC耗尽的目的。5.等离子体火焰对Zr C-TiC复合涂层进行考核。结果显示,在热流密度分别为3.01和4.02MW/m2的烧蚀环境下,TiC能够有效改善ZrC涂层的抗烧蚀性能,生成的（Zr,Ti）O2能够起到粘附ZrO2颗粒和封填孔洞的作用。6.采用激光烧蚀模拟具有高氧分压特点的极端环境对Zr C、ZrC-MoSi2、ZrC-SiC和ZrC-TiC涂层进行考核,结果显示在热流密度为15.92MW/m2的烧蚀环境下,ZrC涂层氧化生成的多孔结构无法阻挡氧气渗入。ZrC-MoSi2涂层氧化生成的MoO3破坏了Si O2层的完整性,形成类似于ZrC涂层氧化后的多孔结构。ZrC-SiC涂层氧化生成致密的ZrO2-SiO2层能够有效对涂层内部形成保护。ZrC-TiC涂层的氧化层不够致密,抗烧蚀性能弱于ZrC-SiC涂层。对比ZrC-TiC涂层在15.92和25.48MW/m2烧蚀环境下的抗烧蚀性能,结果显示高热流密度环境下,ZrC-TiC涂层表面生成的液相更多且粘度更低,更低的粘度有利于液相在表面铺展,其抗烧蚀性能较好。