本文采用激光原位熔覆技术,在锆合金表面制备Ti N/Zr N复合涂层,以改善锆合金作为核燃料包壳材料时的耐磨性与耐腐蚀性。分别采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计等设备对激光熔覆层的宏观形貌、显微组织形貌、物相成分、显微硬度等进行了检测分析,并初步研究了激光功率、扫描速度、搭接率等熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响。完成的主要工作与得到的结论如下:(1)分析总结了激光熔覆直接制备陶瓷相复合涂层时容易出现的问题,提出了采用激光原位熔覆的方法制备复合涂层,以提高陶瓷相的稳定性及与基体的结合强度,达到提高熔覆层质量的目的。(2)通过对激光熔覆涂层材料的设计与激光工艺参数的优化,在锆合金基体表面激光熔覆原位制备出了Ti N/Zr N复合涂层。结果表明,熔覆层整体气孔和裂纹较少,且与基体呈良好的冶金结合;激光熔覆层的表层主要由树枝晶组成,中部既有枝晶组织又有部分颗粒组织,熔覆层的底部由更细小的颗粒组织和纤维组织组成,且熔覆层主要由Zr、Zr N、Ti N等相组成。激光熔覆层的显微硬度由表及里呈递减变化,熔覆层显微硬度最高值达到863 HV0.1,是锆合金基体(约为180 HV0.1)的4.8倍。(3)在单道激光熔覆以及大面积激光熔覆中,通过对激光工艺参数(主要为激光功率、扫描速度、搭接率等)对涂层质量影响的研究,分析了熔覆层表面形貌的变化规律。结果表明,随激光能量密度的提高,熔覆层的表面形貌逐渐变好;采用激光搭接扫描后,可以很好地改善熔覆层的表面形貌,且随着搭接率的增加,熔覆层的表面形貌得到提高。