把固态或液态材料通过高温蒸发、溅射、电子束、离子束等能量形式产生气相原子、分子、离子进行运输，在固态表面生成涂层的过程称为物理气相沉积。该技术能制备结构致密、结合强度高、隔热性能好柱状晶涂层，包括电子束物理气相沉积、磁控溅射、电弧离子镀等工艺。郭策安等人采用磁控溅射方法制备了平均晶粒尺寸31.4nm柱状晶NiCrAIY涂层，850℃氧化100h的增重量为7. 5 52mg/cm2，仅为PCrNi3MoVA钢基体的1/24，表现出良好的抗高温氧化性能。Xueqin Wang等人分别采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）和大气等离子喷涂（APS）制备NiCrAIY涂层，研究发现EB-P V D涂层机械性能更稳定。P. Song等人采用EB-PVD制备热障涂层，NiCoCrAIY粘结层含氧量仅为0.05%，在1000℃循环氧化寿命达到2500ha L.Huang等人采用电弧离子镀方法（AIP）制备NiGrAIYRe涂层，抗氧化性好，1000 0C循环氧化1200次（每次保温60min+20min空冷）的增重量仅为0.6mg/cm2。该技术的缺点是沉积效率低、制备成本高，难以广泛应用。
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